CN119440014A 基于载荷一致性的多机器人任务分配方法和装置 （中国人民解放军国防科技大学）

基于载荷一致性的多机器人任务分配方法本申请涉及一种基于载荷一致性的多机器知位置和需求的多机器人任务分配给携带不同需求与机器人资源紧密耦合的复杂任务分配问题；本方法包括任务包构建和冲突消解两个过器人携带的载荷，避免因载荷消耗导致任务失2在机器人i的任务包构建过程中，机器人i根据最小的任务时机器人i对于自身能力匹配的任务进行投标，选择边际成本增值最小的任务添加到任机器人i任务包构建过程持续到没有未分配的任务或机器人消耗尽为止ij表示机器人i执行任务j的边际成本增值，Si(其中，和分别表示机器人i认为满足任务j的载荷需求还需的a载荷值和b载荷值；3k-1个任务的时间，vi表示机器人i的速度，δpi,k-1表示pi中第k-1个任务的执行时间，dpi,k-1,pik表示pi中第k-1个任务与第k个冲突消解过程在每个机器人上独立运行，机器人之间相根据执行任务的载荷需求和所述载荷分配矩阵，计算机器人k视角下每个任务需求满根据所述任务时间矩阵和获胜机器人矩阵，计算计算机器人k视角下每个任务的开始；；；6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，机器4ijk为机器人i认为机器人k到达任务j的时间，tijk为机器k表示和无人机k在任务分配过程中载荷b的载荷当r'i不大于机器人i视角下任务j对载荷的需求量时，则载荷分配矩阵等于机器人i的5机器人i视角下任务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的需求量减去rii与机器人i认为机器人k执行任务j所需的载荷的值之和，将将当前机器人i视角下任务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的9.一种基于载荷一致性的多机器人任务分配装置，其任务包构建模块，用于每个机器人根据任务的需求和自身的能冲突消解模块，用于冲突消解过程在每个机器人上独6于共识的分组算法(CBGA)[8]将CBBA中每个机器人的获胜者列表和投标值列表扩展为二维78r是机器人的数量。对于机器人i∈I的属性可描述为其中pi是机器人i流场景中载荷A和载荷B可表示为物流机器人的电量和荷载量。用J＝{1,2,...,Nt}表示任×Nr的载荷分配矩阵Lai。矩阵中元素laijk∈Lai记录机器人i认为机器人k执行任务j所分配bi记录机器人i认为aik表示机器人i认为机器人k载荷B的剩余量。通过合理定义和运用载荷分配矩阵和载荷剩余输中的无人机电量则：[0025]如果载荷B在任务执行过程中没有消耗，如物流运输中的无人机机载摄像头则载那些需要多个机器人协同完成且任务需求与机器人资源紧密耦合的复杂场景中的任务分9[0030]xi=(xiyhe(0,I};v(j,k)eJXI}为Nt×Nr维矩阵，其中xijk＝1表示机器人i认为机器人[0032]Ti=ttyke[-1,o];v(j,k)eJXI}为Nt×Nr维矩阵，其中tijk＞0表示机器人i认为机器i中元素依据机器人到达任务时间的先后顺序排序即可得到机器人i的任务执pi执行任务的边际成本，piBn{j}表示将任务j插入pi中的地第n个位置，c表示机器人无法满足任务需求时的成本，rij表示机器人i执行任务j的载荷剩余量，为任务j所需的载荷[0052]机器人i到达任务j的时间由机器人的任务路径和任务间的距离决定。假设任务jbi并根据公式(6)和公式(7)计算机器人k视角下每个任务的开始时间和需求满足情况，然后任务j的开始时间；τkj为机器人k执行任务Mbi[0078]当任务分配完成后，机器人i会[0079]其中tijk表示机器人i认为机器人k到达任务j的时间，当执行任务j的机器人联盟[0080]在其中一个实施例中，最终任务分配方案以最快平均任j的开始时间，laijk为机器人i认为机器人k执行任务j所需的载荷a当前机器人i视角下任务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的需求量减新为与机器人i认为机器人k执行任务j所需的载荷的值之务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的需求量减去的值；如而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或比较了CBPA和纯拍卖算法的计算时间和任务平均开始时间，并用实物展示了任务分配效R2PLa/Ra00868Lb/Rb33300123T10/P/Ra786989/Rb3322322/别表示机器人的机器人油量值和任务的机器人油量需求值；类似地，Lb和Rb表示机载摄像[0093]CBPA和纯拍卖算法的计算时间和任务平均开始时间如表3所示。因为在每一轮拍[0100]由于CBBA针对的单机器人任务，本实施例设计了5个打击机器人执行不同数量打[0101]实验结果表明，当任务数超过10时，出现单个机器人的用于将若干个已知位置和需求的多机器人任务分配给携带不同任务载荷的异构多机器人[0106]在其中一个实施例中，任务包构建模块中任务j的边际成本增值的计算表达式如人会获胜；如果所有机器人都认为任务j的需求已经满足，则开始时间最小的机器人会获任务j的开始时间；τkj为机器人k执行任务[0117]在其中一个实施例中，冲突消解模块中机器人k视角下每个任务需求满足情况的计算公式如公式(6)所示；计算机器人k视角下每个任务的开始时间计算公式如公式(7)所[0118]在其中一个实施例中，最终任务分配方案以最快平均任当前机器人i视角下任务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的需求量减新为与机器人i认为机器人k执行任务j所需的载荷的值之和，将将当前机器人i视务j对载荷的需求量跟新为机器人i视角下任务j对载荷的需求量减去的值；如果机器人i[01