【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固定翼无人机集群，尤其涉及一种固定翼无人机集群动态协同任务分配方法。
技术介绍
1、无人机（unmanned aerial vehicle, uav）具有易操作、低成本、可持续等优势，被广泛应用于各类民用和军事领域。例如使用无人机进行地理信息测绘、农植农保、火灾救援；在地震、海啸等自然灾害救援中使用无人机进行通讯中继保障、灾情监测等。
2、其中固定翼无人机集群凭借续航时间长、航程大、可执行多类型任务等优势在工农业、救援、科学研究和军事方面具备广泛的应用前景。当任务场景复杂多变，单一无人机无法有效保证任务执行效果，需要多架无人机协同执行任务。由于任务需求可能随动态场景随时变化，需要能对总航程最短、总时间最短、任务价值收益最大三类评价指标权重进行调整，获得最优的任务分配结果；同时任务分配结果还需要满足无人机性能约束条件和相关任务要求，任务分配算法需要在较短时间内快速为各架无人机规划出合理的任务执行序列，以满足动态环境下任务分配快速性需求；此外，若遭遇突发事件，如无人机故障损毁或紧急新增任务等，任务分配算法需要快速响应，尽可能降低突发事件影响，满足任务分配鲁棒性需求。
3、因此，本专利技术提出一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，以解决在有经济性或任务完成快速性、鲁棒性要求时，多架固定翼无人机集群动态协同分配的任务目标个数和任务执行顺序问题。
3、s1，获取环境状态信息、无人机状态信息、任务状态信息；
4、s2，结合上述状态信息，构建任务分配数学模型；
5、s3，根据无人机状态信息和任务分配要求，各无人机选择性更新待执行任务序列集合；
6、s4，邻域无人机通过通信链路共享任务状态信息，对冲突任务进行协商；
7、s5，获取突发事件信息；
8、s6，根据当前突发事件及任务状态信息，更新各无人机机载的环境状态信息、无人机状态信息、任务状态信息；
9、s7，循环执行s3-s6，直至集群无人机任务分配结果一致，输出最终任务分配结果。
10、作为优选，s1中无人机获取信息包括环境、集群无人机及任务的状态信息。
11、进一步地，环境状态信息包括任务区域地理信息及无人机规避区域。
12、进一步地，无人机状态信息包括当前无人机数量、每架无人机的编号、构型编号、位置坐标、巡航速度、剩余最大航程、剩余最大飞行时长、健康状态、已完成任务编号集合。
13、进一步地，任务状态信息包括任务数量、每一任务的编号、任务构型编号、优先级、任务状态、任务目标、任务位置坐标、任务完成时间约束、任务价值量。
14、作为优选，s2中构建任务分配数学模型包括设计评价指标和约束条件。
15、进一步地，评价指标包括集群无人机总航程、任务执行时间及任务价值，且每一评价指标可根据权值参数进行权重调整。
16、进一步地，约束条件包括无人机协同约束、无人机剩余航程约束、无人机最大任务执行数量约束。
17、作为优选，s3中更新待执行任务序列集合包括构建可执行任务列表和任务选择。
18、进一步地，无人机根据自身及任务状态信息，按照数学模型中的约束条件，将可执行任务编号添加至当前可执行任务列表。
19、进一步地，无人机根据数学模型中的评价指标，依据贪婪准则，依次按顺序添加任务至可执行任务列表，直至无法再添加新任务为止。
20、作为优选，s4中无人机对待执行任务序列集合中冲突的任务进行协商，包括共享的任务信息内容和协商方式。
21、进一步地，共享的任务状态信息包括各任务中标无人机编号、中标价、各任务当前状态、各任务无人机到达时刻、无人机等待时长、任务开始时刻、任务执行时长、任务结束时刻及任务延迟时长。
22、进一步地，内容协商方式为：邻域无人机接收到其他无人机任务信息，通过与自身任务信息进行比对，根据任务分配一致性规则表，更新自身任务信息内容，获得满足一致性要求的任务分配结果。
23、进一步地，得出的分配结果为，每架无人机分配的目标编号及执行顺序。
24、作为优选，s5中突发事件信息包括某架无人机损毁、持续通信故障、紧急新增或取消任务。
25、作为优选，s6中突发事件后需更新的要素包括环境、无人机、任务的状态信息。
26、进一步地，更新的环境状态信息包括新增或取消的地理信息、规避区域；
27、进一步地，更新的无人机状态信息包括当前无人机数量、每架无人机的位置坐标、健康状态、已完成任务编号集合；
28、进一步地，更新的任务状态信息包括当前任务数量、每一任务的优先级、任务状态、任务位置坐标、任务价值量。
29、作为优选，s7中输出的任务分配结果为每架无人机分配的目标编号及执行顺序。
30、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术丰富了评价指标函数，能够根据实际动态任务场景，实时调整任务分配的优化目标，使得任务分配结果更好适应动态环境需要；同时设计了待执行任务序列中各个任务的状态，考虑了关键突发事件对任务分配过程的影响，进一步提高了固定翼无人机集群动态环境下任务分配的鲁棒性和有效性。
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1.一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述S1包括：
3.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述S2包括：
4.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述S3包括：
5.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述S4包括：
6.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述突发事件信息包括某架无人机损毁、持续通信故障、紧急新增或取消任务。
7.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述S6包括：
8.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，任务分配结果为每架无人机的任务编号及任务执行顺序。
【技术特征摘要】
1.一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述s1包括：
3.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述s2包括：
4.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动态协同任务分配方法，其特征在于，所述s3包括：
5.根据权利要求1所述一种固定翼无人机集群分布式动...
【专利技术属性】
技术研发人员：文鹏程，周涛，贾怀智，刘明奇，罗丽红，郭亮，
申请(专利权)人：四川腾盾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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