[发明专利]基于邻接关系的集群无人机任务模型构建方法

权利要求书

1.基于邻接关系的集群无人机任务模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建模分析：

S11、邻接关系分析，确定阶段任务之间的邻接关系；

步骤S11中，邻接关系包括确定型邻接关系和概率型邻接关系；

所述确定型邻接关系，即前一阶段任务执行后，下一阶段任务必定执行，执行完前一个阶段任务再接着执行下一个阶段任务，前后阶段任务之间在时序上没有交叉和重叠；

所述概率型邻接关系包括：

条件邻接关系：满足某个条件时才能执行该阶段任务，如果不满足该条件则不执行该阶段任务；

分支邻接关系：某个阶段任务执行结束之后，需要借助条件来判断后续执行哪一个阶段任务；

循环邻接关系：需要反复执行某个阶段任务直至不满足条件为止；

S12、按照阶段任务在时间上交叉程度，将阶段任务之间的时序关系分为串行关系和并行关系；

S2、确定建模语言：确定所需的描述元素和语法规则；

S3、任务分解：

S31、将任务分成若干个大的任务段落；

S32、根据任务分解原则及阶段任务的界定标准，将每个任务段落分解成满足任务模型所需的阶段任务；

S4、绘制阶段任务序列：将阶段任务按照时顺和邻接关系，用阶段任务节点、邻接节点和时序连接线组织绘制出来；

S5、绘制并填写阶段任务要求的参数表格；

S6、检验模型，对模型的合法性和有效性进行检查和验证，构建任务时序模型；

S7、基于步骤S6中阶段任务之间的邻接关系，建立任务参数模型；所述步骤S7中，任务参数模型包括任务时间参数模型、任务量参数模型、任务完成概率模型；

S71、基于邻接关系的任务时间模型：

确定型邻接关系下，无人机体系某一层次执行完一个阶段任务接着执行下一个阶段任务，如果其任务由n个顺序邻接的阶段任务构成，则任务与阶段任务时间参数之间的关系为：

式中，t_s和t_e(t_s＜t_e)分别表示任务的开始时间和结束时间，t_is和t_ie(t_is＜t_ie)表示第i个(i＝1,…,n)阶段任务的开始时间和结束时间；

在条件邻接关系下，任务与其相对应的n个阶段任务时间参数之间的关系为：

t_s＝t_is，t_e＝t_ie，t_e-t_s＝t_ie-t_is

式中，t_s和t_e(t_s＜t_e)分别表示任务的开始时间和结束时间，t_is和t_ie(t_is＜t_ie)表示第i个(i＝1,…,n)阶段任务的开始时间和结束时间；

当阶段任务按照分支邻接关系组成复杂任务时，任务与阶段任务时间参数之间的关系为：

t_s＝t_is，t_e＝t_ie，t_e-t_s＝t_ie-t_is

式中，t_s和t_e(t_s＜t_e)分别表示任务的开始时间和结束时间，t_is和t_ie(t_is＜t_ie)表示第i个(i＝1,…,n)阶段任务的开始时间和结束时间；

当阶段任务按照循环邻接关系组成复杂任务时，任务与阶段任务时间参数之间的关系为：

t_s＝t_is，t_e＝t_ie，t_e-t_s＝N(t_ie-t_is)

式中，t_s和t_e(t_s＜t_e)分别表示任务的开始时间和结束时间，t_is和t_ie(t_is＜t_ie)表示第i个(i＝1,…,n)阶段任务的开始时间和结束时间，N是执行该阶段任务的次数；

S72、基于邻接关系的任务量参数模型：

确定型邻接关系下体系某一层次执行完一个阶段任务接着执行下一个阶段任务，如果任务由n个顺序邻接的阶段任务构成，则任务的任务量就是这n个阶段任务任务量的累积，即：

t_W＝k₁t₁+k₂t₂+…+k_nt_n

式中，t_W为任务的任务量，t_i为第i个阶段任务的任务量，k_i为第i个阶段任务与复杂任务之间的转换系数；

条件邻接关系下阶段任务在满足一定条件时体系某一层才执行，此时任务的任务量：

t_W＝p_ct

其中，p_c是满足阶段任务执行条件的概率，t是该阶段任务的任务量；

分支邻接关系下体系某一层执行完某个阶段任务后，需要借助条件来判断执行n个阶段任务中的哪一个，假设满足第i个阶段任务执行条件的概率是p_ci，则使用任务的任务量：

式中，t_i是第i个阶段任务的任务量；

当阶段任务按照循环邻接关系组成复杂任务时，使用任务的任务量：

t_W＝Nt

式中，N是执行该阶段任务的次数；

S73、基于邻接关系的任务完成概率模型：

确定型邻接关系下体系按照顺序依次执行各个阶段任务，任务完成概率为：

其中，是第i个阶段任务的任务完成概率；

条件邻接关系下任务完成概率P_CMC为：

P_CMC＝p_cP_MC

其中，p_c是满足阶段任务执行条件的概率，P_MC是阶段任务的任务完成概率；

分支邻接关系下，假设满足第i个阶段任务执行条件的概率是p_ci，则使用任务的完成概率P_CMC为：

式中，是无人机系统执行第i个阶段任务的任务完成概率；

当阶段任务按照循环邻接关系组成复杂任务时，使用任务的任务完成概率P_CMC为：

式中，P_MC是该阶段任务的任务完成概率，N是该阶段任务的执行次数。