[发明专利]一种基于约束松弛技术的无人机集群在线目标分配方法

权利要求书

1.一种基于约束松弛技术的无人机集群在线目标分配方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、获取目标无人机数据和拦截器数据；其中，所述目标无人机数据包括无人机数量、位置、速度和威胁度；所述拦截器数据包括拦截器数量、位置和速度；

步骤二、根据目标无人机数据和拦截器数据构建带约束条件的目标分配模型，所述目标分配模型的目标函数表达式为：

其中，N_U表示拦截器总数；N_T表示目标无人机总数；x_ij∈{0,1}，表示是否将拦截器分配给目标无人机，等于1代表是，等于0代表否；c_ij∈R，表示代价函数，c_ij由能耗、时间以及威胁度组成，其表达式为：

其中，F(*)表示归一化函数；σ_ij表示拦截器与目标无人机之间相对速度与相对距离的夹角；κ是正常量；t_go,ij表示拦截器到目标无人机所需时间；L_j表示目标无人机的威胁度；所述拦截器与目标无人机之间相对速度根据拦截器与目标无人机的位置、视线坐标系相对于捷联坐标系下的旋转角速度ω计算得到，计算公式为：

其中，表示拦截器与目标无人机之间相对速度；表示视线坐标系下拦截器与目标无人机的相对位置向量；ω表示视线坐标系相对于捷联坐标系下的旋转角速度；所述拦截器到目标无人机所需时间t_go,ij的计算公式为：

其中，r_ij表示拦截器与目标无人机的相对距离；

所述约束条件为：

其中，μ_j表示分配给目标无人机的拦截器数量的最大值；

步骤三、计算获取满足所述约束条件的目标分配模型最优解，其中，通过添加μ_j-1个虚拟目标无人机来放宽约束条件，松弛后的目标分配模型为：

其中，表示是否将拦截器分配给目标无人机，等于1代表是，等于0代表否；表示对应每个虚拟目标无人机松弛后的代价函数，其表达式为：

其中，表示松弛前的代价函数；α是大于1的常量；k＝0，1，…，u_j-1；且k＝1，2，…，u_j-1，表示新增的u_j-1个虚拟目标无人机；

采用匈牙利算法对松弛后的目标分配模型求解以获得最优解，并将所述最优解作为无人机目标分配结果。