[发明专利]一种基于机群特征关系的有人机无人机任务分配方法

权利要求书

1.一种基于机群特征关系的有人机无人机任务分配方法，其特征在于，协同任务分配方法包括以下步骤：

步骤1：根据任务需求初步选定我方集群参与任务的所有机群；

步骤2：对实际作战的机群和参与成员进行分类，建立关系特征架构；

步骤3：根据每个机群中有人机单元/无人机单元的差异，建立机群特征关系表；

步骤4：根据步骤3的特征关系表、机群内关系和机群间的关系，建立特征关系增益函数；

步骤5：根据步骤4的增益函数，建立全局收益函数；

步骤6：根据步骤5的全局收益函数，实现有人机和无人机的任务分配；

所述步骤3具体为，机群特征关系表中第i个成员和第j个成员的关系特征函数φ_ij表示第j个成员对第i个成员的影响；机群特征关系函数φ_ij的公式表示如下：

其中，r⁺为正实数，r^_为负实数；基于两个成员之间相互影响，则φ_ij＝φ_ji；成员自身对自身无影响，则φ_ij＝0，i＝j；

所述步骤4具体为，所述特征关系增益函数，用来表征我方集群中的有人机单元对彼此性能的促进或抑制作用大小；或无人机单元对彼此性能的促进或抑制作用大小；对于第i个任务目标，记为MB_i，机群特征关系函数φ_ij下对任务MB_i的关系增益表示为S(φ_il,MB_i)；

所述步骤5建立全局收益函数具体为，基于特征关系增益函数得到协同任务分配的附加收益；

基于任务价值、有人机/无人机损耗、航程大小得到有人机和无人机单元不考虑机群关系时执行任务的各自收益；

基于对各个有人机/无人机单元的执行收益和因机群关系产生的附加收益得到全局收益；

任务分配的目标为求得使全局收益指标最大的任务分配矩阵Γ，即：

其中ΔSY_i为执行第i个目标时，机群关系对各自的收益的附加值；SY_i为有人机/无人机在排除机群关系特征时执行第i个目标时的收益；m为任务目标总数。

2.根据权利要求1所述一种基于机群特征关系的有人机无人机任务分配方法，其特征在于，所述步骤1具体为，我方机群包括有人机、无人机单元的数量、编号和性能特征；

协同作战时任务目标集为MB＝{MB₁,MB₂,…,MB_m}共m个目标，其中MB₁代表第1个任务目标，MB₂代表第2个任务目标，MB_m代表第m个任务目标，我方机群集合定义为共n架有人/无人机，其中代表第1架有人/无人机，代表第2架有人/无人机，代表第n架有人/无人机，ε∈{M,U}代表机型；ε＝M代表有人机，ε＝U代表无人机。

3.根据权利要求1所述一种基于机群特征关系的有人机无人机任务分配方法，其特征在于，所述步骤2建立关系特征架构具体包括机群内关系和机群间关系；

所述机群内关系：同一机群内，有人机和无人机相互协作，共同完成某一任务；各自之间相互促进，能提升整体作战效能，表现为合作关系；各有人机/无人机成员若相互同构，则同构的个体之间无明显的促进作用，定义为无关系；

所述机群间关系：不同机群间，由于部署和指挥调度存在差异，混合编队的成本将高于单一机群编队的成本；机群间不同个体间表现为竞争关系或个体间无关系。

4.根据权利要求1所述一种基于机群特征关系的有人机无人机任务分配方法，其特征在于，所述基于任务价值、有人机/无人机损耗、航程大小得到有人机和无人机单元不考虑机群关系时执行任务的各自收益具体为，有人机/无人机在排除机群关系特征时执行第i个目标时的收益为SY_i，公式表示为，

其中，H_ij为有人/无人机执行任务的收益函数；j为第j个有人机/无人机成员；n为有人机和无人机总数目；γ_ij为任务分配矩阵元素，γ_ij表示如下：