[发明专利]一种车雾辅助无人机灾后救援任务卸载方法

说明书

本发明公开了一种车雾辅助无人机灾后救援任务卸载方法，包括：步骤一、建立降低无人机执行任务的时延和能耗的多目标联合优化模型，确定空中无人机的位置和计算资源；步骤二、确定救援任务的数据规模，计算复杂度和最大允许时延；步骤三、确定该无人机通信范围内的救援车辆的数量、计算资源和位置；步骤四、通过无人机计算每辆车之间的通信速率；确定任务被执行的时延和能耗，通过进化算法计算任务分配比率；步骤五、根据任务分配比率将救援任务划分为多个子任务，并将多个子任务卸载到救援车辆上执行，救援车辆完成任务后将任务结果上传给无人机。

技术领域

本发明涉及一种车雾辅助无人机灾后救援任务卸载方法，属于无人机救援领域。

背景技术

自然灾害的发生往往造成大量的人员伤亡和严重的经济损失成为威胁当今社会安全稳定的重要因素之一。有效的灾后救援不仅能够及时挽回损失也为人民生活安全和社会稳定提供了进一步的保障。相比于传统的救援方式，无人机的迅速发展为灾后救援提供了更加有效和灵活的方式，在当今灾后救援中发挥着重要作用。

然而有限的计算资源和电池容量使得无人在执行复杂计算的救援任务时难以满足低延迟的要求和长时间的工作需要。虽然无人机的计算能力和电池容量在不断的提升，但是依然无法满足救援任务新的需要。雾计算的出现提供了一种新的解决方案给计算资源不足的设备提供低延迟服务。在受灾区域中，配备充足计算资源和能源的救援车辆可以作为雾节点为无人机提供雾计算。

发明内容

本发明设计开发了一种车雾辅助无人机灾后救援任务卸载方法，通过联合无人机和救援车辆任务分配将无人机执行的救援任务划分为多个子任务分配给无人机和救援车辆共同处理以使得该网络获得最佳的性能。

本发明提供的技术方案为：

一种车雾辅助无人机灾后救援任务卸载方法，包括：

步骤一、建立降低无人机执行任务的时延和能耗的多目标联合优化模型，确定空中无人机的位置和计算能力；

步骤二、确定救援任务的数据规模，计算复杂度和最大允许时延；

步骤三、建立通信模型，无人机与地面车辆通信以确定通信范围内的救援车辆的数量、计算能力和位置；

步骤四、通过通信模型计算无人机与每辆车之间的通信速率，确定任务被执行的时延和能耗，通过进化算法计算任务分配比率；

步骤五、根据任务分配比率将救援任务划分为多个子任务，并将多个子任务卸载到救援车辆上执行，救援车辆完成任务后将任务结果上传给无人机。

优选的是，所述步骤四中，所述通信速率的计算过程包括：

计算无人机到所有地面车辆的距离：

式中，(x_u，y_u，z_u)和(x_m，y_m，0)分别表示无人机和地面车辆的坐标；

计算与每辆车的平均通信信道功率增益：

式中，表示无人机与车辆之间的视距通信概率，β₀表示视距通信条件下参考距离为1米的路径损失，κ表示由于非视距通信造成的额外衰减因子；

计算与每辆车的平均通信速率：

式中，B表示信道的带宽，P_trans表示无人机的传输功率，σ²表示噪音功率。

优选的是，所述步骤五中，所述救援任务的总时延计算公式为：

其中，