大连大学刘庆利获国家专利权
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龙图腾网获悉大连大学申请的专利基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114779813B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210514365.0,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法是由刘庆利;商佳乐;李梦倩;曹娜;张振亚设计研发完成,并于2022-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法,其综合考虑无人机执行代价、载荷代价和航行代价对无人机效能影响建立目标函数,分析传统合同网算法解决此问题时不足之处,设置任务优先级,缩小招标范围,减少投标数量,增加监督管理四个方面改进合同网算法,使无人机任务分配时通信量减少,提高系统效能;从而有效解决多无人机动态任务分配问题。
本发明授权基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法在权利要求书中公布了:1.基于改进合同网算法的多无人机动态任务分配方法,其特征在于,包括: 根据无人机执行代价、载荷代价和航行代价对无人机效能的影响建立多无人机动态任务分配目标函数; 通过设置任务优先级、缩小招标范围、减少投标数量、增加监督管理四个方面改进合同网算法,从而获得最优的任务分配方式; 设无人机集合为V,待分配任务集合为T;其中V={1,2,…,N},N表示无人机数量;T={1,2,…,M},M表示任务数量; 无人机在执行任务时,需要付出执行代价,如下式所示: 其中,Si为无人机i的任务执行序列,为无人机i执行任务j的执行代价,ω1为执行代价常系数且ω1>0;为任务j的执行需求,Ai为无人机i的能力,其获取方式如下所示: 式中,Ai1为无人机任务完成能力,Ai2为无人机剩余工作能力,具体获取方式为: 式中,Vi1为无人机i的完成任务数量,Vi2为无人机i中标数量; 式中,Vi3为无人机i当前任务序列中任务数量,Vi4为无人机i最大能执行任务数量; 无人机在执行任务过程中,机身负载载荷,无人机i执行任务j的载荷代价为: 其中,ω2为载荷代价系数且ω2>0,β为衰减因子,β∈0,1,μ1为常系数且μ1∈0,1,tjstart为任务开始执行时间,tjSi-tjstart为无人机等待时间,为任务j需求载荷量,Loi为无人机总载荷量;j*为任务j在当前执行序列中的位置,tjSi表示任务j在无人机i的当前任务序列Si中的实际执行时间,所述实际执行时间由无人机在任务之间飞行时间和任务执行时间组成,如下所示: 其中,为任务序列Si中第k个任务的位置,为两任务之间距离,为第k个任务所需执行时间;vi为无人机i飞行速度; 无人机执行任务时,飞行的距离越长,航程代价越大,无人机i执行任务j的航行代价为: 其中,ω3为航行代价系数且ω3>0,Lei为无人机i最长航程; 无人机i执行任务j的任务执行代价CijSi为: 无人机i执行任务j的收益RijSi为: 其中,α为衰减因子且α∈0,1,μ2为常系数且μ2∈0,1,Valj为任务j的执行价值,tjstart为任务j开始执行时间; 由此,得到多无人机动态任务分配目标函数为: 其中,xij为决策变量,xij=1时,说明任务j分配给无人机i,否则,xij=0表示每个任务分给一架无人机;表示任务执行需求不能超过无人机的执行能力;表示任务的载荷需求总量不能超过无人机的总载荷量;表示任务执行路径距离不能超过无人机的最大可飞行航程距离; 合同网算法中的智能体为无人机,无人机通过招标、投标、中标、签约四个阶段进行动态任务分配; 假设目标函数中一次通信时间为ta,无人机平均处理信息时间为任务执行时间为τj,则在ta+τj时间内,招标无人机如果没有收到中标无人机的反馈信息,就认为中标无人机出现故障或损毁,向中标无人机发送提醒信息,如果时间内依旧没有收到回复信息,则招标无人机重新对该任务进行招标。
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