[发明专利]基于MA与合同网的多UAV协同对地物资投放规划方法

权利要求书

1.一种基于MA与合同网的多UAV协同对地物资投放规划方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，将执行对地物资投放任务的无人机集群中的每一个无人机视为一个独立无人机Agent，建立无人机的三自由度运动模型；根据不同的任务种类确定无人机Agent的功能以及无人机Agent包含参数，功能包括环境侦查、物资提取、物资投递和投取效果评估，参数包括无人机位置、可执行任务、携带能力、自身状态和巡航速度；

步骤2，任务发布者Agent将对地物资投放任务列表中包含的任务按照任务序号顺序发布任务信息进行招标，并接受无人机Agent发送的投标信息，选择在符合任务要求基础上执行能力最强的无人机Agent，并与选中的无人机Agent进行对接确认该任务加入无人机Agent的任务列表；在无人机Agent执行任务的过程中，处理无人机的状态信息，若有无人机发生了故障，则重新分配该无人机Agent出故障时刻下没有完成的剩余任务；

步骤3，定义无人机Agent与任务发布者Agent之间的数据传输要求；

步骤4，假设存在n架无人机，m个任务，建立基于MA与合同网的任务分配流程如下：

A、任务发布者Agent记录所有需要执行的对地物资投放任务，按照数据传输要求将任务按照任务顺序对所有无人机Agent进行广播；若要发布的任务i与下一个要发布的任务i+1之间存在关联关系，则在发布任务i信息时，同时将任务i+1的信息发布，最多同时发布一个后续序号且与其相关的任务信息；

B、无人机Agentj获取任务发布者Agent发布的任务i的信息，计算执行该任务的执行能力并反馈给任务发布者Agent；

1)若任务发布者Agent发布的不是关联任务的信息，则无人机j的执行能力E_i,j＝a₁×t_{fly_i,j}+a₂×(t_{wait_i,j}+V_{r_p_i,j})，式中，t_{fly_i,j}为无人机j执行该任务i所需要的飞行时间，t_{wait_i,j}为无人机j执行任务i时的需要等待时间，V_{r_p_i,j}为无人机j执行任务i奖励值或惩罚值，若无人机j可以在任务i预计执行时间点前到达任务点，则V_{r_p_i,j}为奖励值，V_{r_p_i,j}＝-t_{wait_i,j}×0.05，若无人机j在任务i预计执行时间点后到达任务点，造成任务i执行时间的延后，则V_{r_p_i,j}为惩罚值，V_{r_p_i,j}＝t_{wait_i,j}×0.05；

2)若任务发布者Agent同时发布了关联任务信息，则同时具有执行发布的两种任务功能的无人机Agentk先计算当前状态下执行任务i的执行能力，再以执行任务i后的自身状态信息计算执行任务i+1的执行能力，将两者求平均值作为无人机k执行任务i的修正执行能力值；

3)若无人机j没有执行发布的任务i所需功能要求或者该具有该功能要求但该功能相匹配的携带载荷已消耗完毕，则E_i,j＝0；

C、无人机Agent将计算得出的执行能力发送给任务发布者Agent，由任务发布者Agent根据任务需要选择执行能力最强的无人机Agent执行该任务，若任务需要多架无人机共同执行任务，则依次选择执行能力强的无人机；并与选择的无人机Agent对接确认；

D、执行同一任务的无人机Agent通过自身载荷剩余量以及到达目标的先后和执行该任务的无人机的数量确定该无人机预分配的载荷使用数量；如果是消耗类型的载荷，其预分配的载荷使用数量其中，是无人机Agentj分配任务i时预分配的消耗类载荷的需要量，是任务i要求需要的消耗类载荷最少数量，arrive_order_j是无人机j在执行该任务的无人机组中到达任务目标点的顺序；task_i_uavneed是任务i需要的无人机Agent的数量；

在无人机Agent飞到任务点时，结合任务分配时设置的预分配的数量和自身该类型载荷的剩余数量选择发射该类型载荷的数量，实际载荷使用数量

其中，是无人机j执行任务i时使用的消耗类的载荷的数量，W_owe是执行同一任务的提前到达目标的无人机Agent攻击目标时载荷消耗数目缺口，是无人机j拥有的该类型载荷数量；

E、任务发布者Agent在所有任务发布并分配结束后，等待是否发生无人机Agent产生故障或者有任务没有完成的情况，统计发生该情况时的任务完成情况，并返回步骤A，将没有完成的任务进行重新发布；

步骤5，当任务分配结束后，每一个无人机按照分配的任务信息以及时序信息执行任务；彼此之间关联的任务按照任务先后开始执行；彼此不关联的任务则由不同的无人机并联执行；若发生无人机Agent产生故障或最终没有执行完任务的情况，返回步骤4中的A过程，重新分配未完成的任务。