[发明专利]一种用于地震灾后多无人机任务分配的优化方法

权利要求书

1.一种用于地震灾后多无人机任务分配的优化方法，其特征在于，多架无人机中的任意一架无人机的任务执行路径为：从起点出发，经过至少一个潜在点目标后返回终点，所述优化方法包括：

对所述多架无人机进行编号；

对于所述多架无人机中的每一架无人机执行以下操作：

获取无人机的续航时长；

根据所述起点、所述终点和所述续航时长，获取所述无人机的任务执行范围，所述任务执行范围中包括至少一个所述潜在点目标；

按照随机的顺序使得所述无人机经过所述任务执行范围中的所有的潜在点目标，以生成所述无人机的任务执行路径；

计算所述无人机执行所述任务执行路径的任务执行时间；

判断所述任务执行时间是否大于所述续航时长；

在判断所述任务执行时间大于所述续航时长的情况下，从所述任务执行路径中随机删除一个所述潜在点目标，直至所述任务执行时间小于等于所述续航时长，以获得所述无人机的可行任务路径；

判断所述可行任务路径中是否包括至少一个所述潜在点目标；

在判断所述可行任务路径中不包括任何所述潜在点目标的情况下，重新生成所述任务执行路径，并重新获得所述可行任务路径；

根据单架无人机的所述可行任务路径，获得多架无人机的任务分配方案，所述任务分配方案包括所有的无人机的所述可行任务路径以及与所述可行任务路径中的所述潜在点目标对应的无人机编号；

多次获得所述多架无人机的所述任务分配方案，以生成所述多架无人机的任务分配方案集合，所述任务分配方案集合包括多个所述任务分配方案；

采用改进的粒子群算法，根据所述任务分配方案集合，获得多架无人机的最优任务分配方案；

判断所述最优任务分配方案是否能够通过路径连通校验和续航能力校验；

在判断所述最优任务分配方案未能通过所述路径连通校验和/或所述续航能力校验的情况下，对所述最优任务分配方案进行调整，以使得所述最优任务分配方案能够通过所述路径连通校验和所述续航能力校验；

采用改进的模拟退火算法更新所述最优任务分配方案。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，在所述改进的粒子群算法中，采用以下方法生成新的任务分配方案：

获取所述任务分配方案、已知最优任务分配方案和全局最优任务分配方案的长度，所述长度被定义为包含的所述潜在点目标的数量；

根据所述任务分配方案、所述已知最优任务分配方案和所述全局最优任务分配方案的长度，分别计算所述任务分配方案、所述已知最优任务分配方案和所述全局最优任务分配方案的目标提取量，所述目标提取量被定义为所要提取的所述潜在点目标的数量；

随机产生所述任务分配方案、所述已知最优任务分配方案和所述全局最优任务分配方案的提取起始位置；

根据所述目标提取量和所述提取起始位置分别从所述任务分配方案、所述已知最优任务分配方案和所述全局最优任务分配方案中提取三个局部任务路径；

将所述三个局部任务路径重新组合、排列，使得同一无人机的任务路径相邻，从而生成新的任务分配方案。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，根据所述目标提取量和所述提取起始位置分别从所述任务分配方案、所述已知最优任务分配方案和所述全局最优任务分配方案中提取三个局部任务路径，具体包括：

若从所述提取起始位置向后算起，所述任务分配方案或所述已知最优任务分配方案或所述全局最优任务分配方案中包含的所述潜在点目标的数量大于等于其对应的所述目标提取量，则按照从前向后的顺序提取局部任务路径；

若从所述提取起始位置向后算起，所述任务分配方案或所述已知最优任务分配方案或所述全局最优任务分配方案中包含的所述潜在点目标的数量小于其对应的所述目标提取量，且从所述提取起始位置向前算起，所述任务分配方案或所述已知最优任务分配方案或所述全局最优任务分配方案中包含的所述潜在点目标的数量大于等于其对应的所述目标提取量，则按照从后向前的顺序提取局部任务路径；

若从所述提取起始位置向前和向后算起，所述任务分配方案或所述已知最优任务分配方案或所述全局最优任务分配方案中包含的所述潜在点目标的数量均小于其对应的所述目标提取量，则重新生成所述目标提取量。