[发明专利]基于小型无人机的资源分布式协作方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于小型无人机的资源分布式协作方法及系统，包括：任务感知步骤：预测所要执行的任务所消耗的资源，对任务进行建模分析；拓扑结构形成步骤：利用各个无人机提供的资源以及相对位置信息形成完成任务的拓扑结构；任务计算分配步骤：通过汇总各个无人机提供的资源，对执行的任务建模，得到资源分配方式；任务结果整合步骤：对各个无人机执行的结果进行整合，最终完成任务；所述资源包括：计算、存储、通信以及能量资源。本发明能够根据任务的需要，合理的小型无人机性能，指定多无人机协作的任务规划方法，提高了系统效率。

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体地，涉及基于小型无人机的资源分布式协作方法及系统。特别是基于分布式资源协作技术，尤其涉及到一种结合小型无人机的资源分布式协作方法。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。与载人飞机相比，无人机具有造价低、体积小、使用方便等特点。从乡村到城市，凡是需要空中解决方案的地方，都将有无人机的一席之地。目前无人机已在农业、快递、新闻报道和军事等领域已有诸多的应用。

无人机小型化和任务执行能力的提高是一对矛盾。受无人机的载荷和续航等限制，单无人机在执行某些复杂任务时仍存在很大的不足之处。采取多无人机协作是一种很好的解决方案，通过机间的资源协作，可以有效地解决这一矛盾。但是，在有限的资源下采用哪些无人机协作执行任务，以及对于携带不同种类资源的无人机，如何有效的协同工作，实现无人机协作的优势，又不会出现资源的重复浪费是当前急需解决的关键问题。通过多个无人机可以实现信息的融合以及资源的互补。单个无人机将探测到的信息赋予无人机编队，而多无人机中各架飞机将获得的信息汇总形成新的信息模型，使得决策系统更为有效的采用任务规划策略来实现资源的最佳组合。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于小型无人机的资源分布式协作方法及系统。

根据本发明提供的一种基于小型无人机的资源分布式协作方法，包括：

任务感知步骤：预测所要执行的任务所消耗的资源，对任务进行建模分析；

拓扑结构形成步骤：利用各个无人机可以提供的资源以及相对位置等信息形成完成任务的拓扑结构；

任务计算分配步骤：通过汇总各个无人机可以提供的资源，对执行的任务建模，得到合理的资源分配方式；

任务结果整合步骤：对各个无人机执行的结果进行整合，最终完成任务；

所述资源包括：计算、存储、通信以及能量资源。

优选地，所述任务感知步骤：

无人机获取任务，无人机预测完成任务所需要的资源，无人机所获得的任务来源包括：人为远程发布的任务、某无人机在任务执行的过程中由于自身的资源短缺而主动向其周边的无人机发送的任务需求。

优选地，所述拓扑结构形成步骤：

多个无人机在提供自身的资源后，彼此之间不断的通信，以任务无人机为中心，根据各个无人机的相对位置形成一个为完成任务的固定拓扑结构，在固定拓扑结构中，各个无人机的资源共享。

优选地，所述任务计算分配步骤：

执行任务的无人机根据各个无人机可以提供的资源，对所要完成的任务进行最优化的建模，通过相关优化算法，得到合理的资源协作方式、分配策略，将各个无人机所要执行的任务分配下去；

对所要完成的任务进行最优化的建模的优化目标为以最少的资源完成任务，以此目标建模；

所述相关优化算法包括：

遗传算法、贪心算法、禁忌搜索以及粒子群算法。

优选地，所述任务结果整合步骤：