[发明专利]一种基于边缘计算系统的无人机任务卸载和资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于边缘计算系统的无人机任务卸载和资源分配方法，边缘计算系统包括：若干个无人机和若干个Fog节点；无人机任务卸载和资源分配方法包括以下步骤：根据边缘计算系统中的无人机向Fog节点卸载任务问题以及Fog节点向无人机分配计算资源问题构建最优化无人机利益的目标函数；计算目标函数得到无人机任务卸载和计算资源分配的最优解，并根据无人机任务卸载和计算资源分配的最优解，得到无人机利益的最优化方案。解决了传统无人机计算资源受限的问题和传统边缘计算服务器受地理位置所限制的问题，而且本方法构建目标函数，通过求解该目标函数能够使得无人机的利益最大化。

技术领域

本发明涉及边缘计算技术领域，特别涉及一种基于边缘计算系统的无人机任务卸载和资源分配方法。

背景技术

随着物联网和5G技术的飞速发展，对于设备的任务处理和计算能力提出了新的挑战，于是出现了边缘计算相关技术，例如移动边缘计算，雾计算等，通过将其计算密集型任务卸载到边缘服务器以执行任务计算，越来越多的新兴移动应用程序从边缘计算中受益。无人机不仅体积小，成本低，而且还具有灵活的探测能力，无人机可以作为边缘计算技术中采集任务数据的载体，解决众多物联网设备的任务计算需求。

但目前以无人机作为边缘计算技术中采集任务数据的载体的相关研究相对较少，相关研究多集中于无人机和MEC服务器(边缘计算服务器)相结合的场景，而MEC服务器的设置点往往受到地理位置的限制，无法解决某些偏远地区的任务请求；目前有开展过在无人机上安装MEC服务器的研究来增加无人机自身的计算能力，但此举无疑会增加无人机的功耗和重量，在任务范围较大和传输距离较长的情景下有着极大的限制，并非较优的方案。而且在现有技术中，如何最优化无人机利益也是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于边缘计算系统的无人机任务卸载和资源分配方法，所述边缘计算系统包括：若干个无人机和若干个Fog节点；

所述无人机任务卸载和资源分配方法包括以下步骤：

根据所述边缘计算系统中的所述无人机向所述Fog节点卸载任务问题以及所述Fog节点向所述无人机分配计算资源问题构建最优化无人机利益的目标函数；

计算所述目标函数得到无人机任务卸载和计算资源分配的最优解，并根据所述无人机任务卸载和计算资源分配的最优解，得到无人机利益的最优化方案。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

不同于现有技术中无人机和MEC服务器相结合的场景，在本发明方法中所使用的边缘计算系统中，无人机仅作为任务数据采集器，从目标设备上采集任务数据后发送至Fog节点上进行数据处理，若干Fog节点可设置在靠近任务采集位置点处，从而就近提供任务数据计算服务，本发明通过无人机和Fog节点组合的系统构架，解决了传统无人机计算资源受限的问题和传统边缘计算服务器受地理位置所限制的问题，而且也无需在无人机上安装MEC服务器，从而避免增加无人机的功耗和重量。其次，本发明所述的方法通过基于无人机向Fog节点卸载任务问题以及Fog节点向无人机分配计算资源问题构建最优化无人机利益的目标函数，通过计算该目标函数能够得到无人机利益的最优化方案，系统内的无人机和Fog节点可根据该最优化方案执行任务卸载和计算资源分配，能够使得无人机的利益最大化。

根据本发明的一些实施例，所述目标函数的表达式为：