本发明涉及多水下机器人任务分配技术领域，尤其涉及一种无人自主水下机器人的基于天基中心的多水下机器人在线任务自主分配方法，本发明包括以下步骤：半潜式水下机器人广播目标信息到执行搜索任务的自主水下机器人；自主水下机器人根据成本、任务价值归一化函数自主分配目标任务。相对于传统集中式多自主水下机器人任务分配方法，本方法使用分布式计算方法，克服传统集中式任务分配中心节点计算负荷大的缺点，本发明应用范围广，提高了多自主水下机器人任务分配的可靠性和鲁棒性，本发明将分布式决策技术用于到多自主水下机器人任务分配，增强了应对突发任务事件的处理能力，提高了多水下机器人自主任务分配的效率。