28、无人自主飞行器任务管理框架

无人自主飞行器任务管理框架

1. 引言

在无人自主飞行器（UAV）的任务执行中，安全通信、故障管理以及高效的任务分配至关重要。本文将详细介绍无人自主飞行器任务管理的相关技术，包括密钥共享、故障管理、通信管理以及实验结果等方面。

2. 安全通信基础

A 和 C 可以计算出一个共享密钥（Kac），用于在 A 和 C 之间建立安全通道，后续的通信都将使用该安全通道。

3. 故障管理

3.1 管理树

在任务的角色分配过程中，UAV 以管理树的形式进行排列，以实现去中心化，任何 UAV 都有可能执行发现和角色分配任务。管理树用于定义管理层次结构以及在任务执行期间进行数据聚合。

例如，假设有一个包含五架 UAV、三个层次结构和五个角色的任务场景。角色 C 位于顶层，角色 P、Q 和 R 由 C 管理，角色 S 和 T 由 P 管理。由于 C 必须在 P 分配 S 和 T 之前分配 P、Q 和 R，C 可以从五架可用的 UAV 中为 P、Q 和 R 选择更合适的 UAV 进行优化分配，而不会影响未来的分配，因为 C 了解 P 未来要分配的角色。

管理树的形成算法如下：
- 每个 UAV 启动时运行“被管理 UAV 算法”。
- 如果 UAV 作为指挥官启动，则运行“管理 UAV 算法”。
- 如果 UAV 成为管理者，也运行“管理 UAV 算法”。

3.2 管理 UAV 的算法

管理角色需要根据任务规范分配一组角色。当角色启动时，它会准备一个等待列表（W），其中包含要分配给 UAV 的角色集合：W = {R1,