[发明专利]一种采用市场机制的分布式多异构无人平台编组方法

说明书

本发明公开了一种采用市场机制的分布式多异构无人平台编组方法。该方法采用了市场机制，即拍卖算法，每个平台有独立决策能力，某一平台发现任务后成为任务拍卖者，发布任务拍卖信息，收到任务信息的平台通过计算完成任务的净利益决定是否参与竞拍以及竞拍的出价，任务拍卖者根据收到的出价决定获得任务的多个平台。本发明能够减少无人平台间冲突调解的计算量，避免产生冲突的编组方案，且能够快速、有效地根据给定的各种任务约束进行编组，最大化完成任务的利益，可广泛用于实现海、陆、空不同情形多约束条件下无人平台的编组。

技术领域

本发明属于无人平台编组的技术领域，具体涉及一种采用市场机制的分布式多异构无人平台编组方法，用于实现海、陆、空不同情形多约束条件下无人平台的编组。

背景技术

随着人工智能等理论的发展，无人平台性能进一步提高，每个无人平台都具备独立的计算、执行、决策等能力，使用无人平台(包括无人车、无人机等)完成各种任务已经成为未来趋势。无人平台可应用于各种恶劣环境和天气下的作业，可以有效提高完成任务的效率，并减少人员的所需数量。无人平台执行任务是通过给多个无人平台搭载不同传感器，以使无人平台获得不同的能力，从而协同完成各种复杂多变的任务。通常任务对无人平台有着多种能力的需求，如续航时间、侦察半径、物资载荷等，功能单一的无人平台已经不能满足复杂任务需求，需要利用多个功能不同(即搭载不同传感器)的无人平台一起协同完成这些给定的任务。异构无人平台协同将提高单体能力，进行群体行为控制，以达到预期任务完成效果。

无人平台编组是一种针对多无人平台组织架构的研究，是多无人平台进行下一步协同规划和决策的前提。无人平台编组通常根据预先给定的编组要求(例如任务要求)，从全部无人平台中选择出一组或者多组无人平台，以满足给定要求。无人平台编组方法可分为集中式决策和分布式决策两类。集中式决策方法往往存在着一个中心决策者，一旦损失系统将瘫痪；与集中式决策方法相比，分布式决策方法对单个无人平台的计算能力要求较小，且鲁棒性较强，即使任意一个无人平台损坏，也不会影响整个无人平台系统。

但是现有的分布式多异构无人平台编组方法，不能快速、有效地根据给定的各种任务约束进行编组，无法最大化完成任务的利益。无人平台间冲突调解的计算量比较大，容易产生冲突的编组方案。并且平台没有独立决策能力，某一平台(例如中心节点)可能产生较大的计算量，无法实现各无人平台的计算负载均衡。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用市场机制的分布式多异构无人平台编组方法，该方法模拟了市场竞争的形式，能够快速、有效地根据给定的各种任务约束进行编组，最大化完成任务的利益，并且能够均衡各无人平台的计算负载，避免过度依赖某个无人平台。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的一种采用市场机制的分布式多异构无人平台编组方法，包括以下步骤：

步骤一、初始化地图信息、无人平台信息以及任务信息；

其中，各无人平台与任务散布在地图中；

步骤二、各无人平台在地图内进行搜寻，无人平台初始状态值为0，记为任务搜寻者；当无人平台搜寻到任务时，进行步骤三；

步骤三、无人平台状态值变更为1，成为任务拍卖者；

步骤四、任务拍卖者将任务信息通过广播发送给通信范围内的无人平台；所述通信范围指平台能通信的最远距离；

步骤五、接收到任务信息的无人平台判断是否参与任务竞拍，所述无人平台包括任务拍卖者；

对于除任务拍卖者之外的无人平台，如果确认竞拍，则成为竞拍候选者，此时平台状态值变更为2，计算其对竞拍任务的出价，并发送出价信息给任务拍卖者，否则平台状态值保持不变；