【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無人機(jī)探測規(guī)劃，具體涉及一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、單一無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)時，飛行時間和覆蓋范圍通常受到限制，而多架無人機(jī)協(xié)同作業(yè)則能顯著擴(kuò)展探測區(qū)域，縮短任務(wù)完成時間。無人機(jī)協(xié)同探測通過多架無人機(jī)的合作，提升了任務(wù)執(zhí)行效率和數(shù)據(jù)采集的精度。各無人機(jī)之間通過優(yōu)化飛行路徑和任務(wù)分配，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個區(qū)域的同步覆蓋，避免重復(fù)飛行，最大化資源利用和任務(wù)效率。這種協(xié)同方式廣泛應(yīng)用于災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境評估、農(nóng)業(yè)管理等多個領(lǐng)域，具有顯著的優(yōu)勢和應(yīng)用潛力。
2、當(dāng)前，對于多個無人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的控制中，為了避免各個任務(wù)搶占機(jī)上資源造成混亂，多是按照任務(wù)的優(yōu)先級逐個完成，來減少不同任務(wù)之間對有限資源的爭奪，從而避免潛在的沖突和干擾，但是在面臨一些特殊情況下，如出現(xiàn)部分無人機(jī)故障、無人機(jī)未能完成任務(wù)時，往往選擇地理位置相近的無人機(jī)進(jìn)行建立任務(wù)轉(zhuǎn)移聯(lián)系，這種方式的初衷是通過減少飛行距離和時長，確保在最短時間內(nèi)重新分配并執(zhí)行未完成任務(wù)，從而提升整個無人機(jī)編隊(duì)的任務(wù)完成效率，但是，這一定程度上忽略了無人機(jī)的轉(zhuǎn)彎路徑消耗，盡管地理位置相近的無人機(jī)可以快速接替任務(wù)，但在實(shí)際操作中，頻繁的轉(zhuǎn)彎和路徑調(diào)整會增加能量消耗，這種額外的能耗可能影響無人機(jī)的續(xù)航能力，從而限制其執(zhí)行更多任務(wù)的能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，解決以下技術(shù)問題：
2、當(dāng)前，對于多個無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的控制，為了避免各個任務(wù)搶占機(jī)上資源，造成混亂，多是按照
3、本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
4、一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，包括：
5、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取無人機(jī)基站的所有待分配任務(wù)量m和無人機(jī)數(shù)量n；
6、數(shù)據(jù)分析模塊，用于獲取所述待巡檢任務(wù)的重要等級評分，將所述待分配任務(wù)按照重要等級評分進(jìn)行排序，得到第一排序，基于所述第一排序制定所有無人機(jī)的規(guī)劃路線；
7、數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊，用于選取任一無人機(jī)并按其對應(yīng)規(guī)劃路線進(jìn)行飛行，并實(shí)時獲取該無人機(jī)的消耗電量和剩余電量，判斷該無人機(jī)的電量是否滿足分配任務(wù)需求，若滿足，則控制無人機(jī)沿當(dāng)前規(guī)劃路線繼續(xù)飛行；若不滿足，則獲取剩余所有無人機(jī)的剩余電量和位置信息，根據(jù)所述剩余電量和位置信息從所述剩余所有無人機(jī)中選取目標(biāo)無人機(jī)，對目標(biāo)無人機(jī)的規(guī)劃路線進(jìn)行修正，得到最終規(guī)劃路線。
8、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)分析模塊中，制定所有無人機(jī)的規(guī)劃路線的具體過程為：
9、s1，根據(jù)所述第一排序從所述待巡檢任務(wù)依次選取排名前m的待巡檢任務(wù)并標(biāo)記為目標(biāo)巡檢任務(wù)，獲取任一無人機(jī)的初始位置及目標(biāo)巡檢任務(wù)的位置生成代價cost矩陣，對所述cost矩陣進(jìn)行最小匹配計(jì)算，得到任一無人機(jī)對應(yīng)的第一巡檢任務(wù)；
10、s2，將所述第一巡檢任務(wù)的位置信息標(biāo)定為對應(yīng)無人機(jī)第二地理位置，根據(jù)所述第二地理位置以及剩余待巡檢任務(wù)的位置信息，生成代價cost矩陣，對所述cost矩陣進(jìn)行最小匹配計(jì)算，得到任一無人機(jī)對應(yīng)的第二巡檢任務(wù)；
11、s3，重復(fù)s1，s2得到任一無人機(jī)對應(yīng)的巡檢任務(wù)序列，根據(jù)所述巡檢任務(wù)對應(yīng)的位置和序列順序，生成任一無人機(jī)對應(yīng)的規(guī)劃路線。
12、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述s2中，還包括當(dāng)剩余的待分配任務(wù)少于無人機(jī)的數(shù)量時，則依次將剩余的待分配任務(wù)與所有無人機(jī)生成代價cost矩陣并進(jìn)行最小匹配計(jì)算，得到任一剩余待分配任務(wù)所匹配的無人機(jī)。
13、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，判斷該無人機(jī)的電量是否滿足分配任務(wù)需求的具體過程為：
14、s21，獲取該無人機(jī)的飛行路線和消耗電量c，根據(jù)所述飛行路線計(jì)算得到該無人機(jī)的飛行路程s和轉(zhuǎn)向角度w；
15、s22，構(gòu)建消耗模型；
16、其中，cw為該無人機(jī)飛行路線中的飛行角度轉(zhuǎn)折點(diǎn)集合，cd為該無人機(jī)飛行路線中任一直線段對應(yīng)長度；
17、s23，獲取該無人機(jī)當(dāng)前位置和下一待巡檢任務(wù)的位置，并代入所述消耗模型中，計(jì)算得到預(yù)計(jì)消耗電量c'；以下一待巡檢任務(wù)的位置為起點(diǎn)，以該無人機(jī)的初始位置為終點(diǎn)，構(gòu)建返程規(guī)劃路線，將所述返程規(guī)劃路線代入所述消耗模型中，得到返程消耗電量c''，若該無人機(jī)的剩余電量c剩大于等于（c'+c''+α），則判斷該無人機(jī)的電量滿足分配任務(wù)需求；若該無人機(jī)的剩余電量c剩小于（c'+c''+α），則判斷該無人機(jī)的電量不滿足分配任務(wù)需求，其中，α為預(yù)設(shè)電量余量。
18、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，目標(biāo)無人機(jī)的選取過程為：
19、s31，獲取任一不滿足當(dāng)前任務(wù)需求所對應(yīng)的無人機(jī)，將該無人機(jī)剩余任務(wù)標(biāo)定為臨時巡檢任務(wù)，并向其余無人機(jī)發(fā)出臨時巡檢任務(wù)信息；
20、s32，若存在任一無人機(jī)在巡檢過程中收到臨時巡檢任務(wù)信息，則根據(jù)當(dāng)前剩余任務(wù)量和臨時巡檢任務(wù)，判斷該無人機(jī)電池剩余電量是否滿足工作需求，若滿足，則將該無人機(jī)標(biāo)定為目標(biāo)無人機(jī)；若不滿足，則保持該無人機(jī)的規(guī)劃路線。
21、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述s31中還包括若當(dāng)前任務(wù)為該無人機(jī)最后一個任務(wù)，則將當(dāng)前任務(wù)需求標(biāo)定為臨時巡檢任務(wù)；若當(dāng)前任務(wù)需求不為該無人機(jī)最后一個任務(wù)需求，則將該無人機(jī)所有剩余任務(wù)逐個標(biāo)定為臨時巡檢任務(wù)。
22、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述s32中，若存在二個及二個以上的無人機(jī)滿足任務(wù)需求，則計(jì)算任一無人機(jī)完成所述臨時巡檢任務(wù)的預(yù)計(jì)消耗電量，選取預(yù)計(jì)消耗電量最小的無人機(jī)標(biāo)定為目標(biāo)無人機(jī)。
23、作為本專利技術(shù)進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，對規(guī)劃路線進(jìn)行修正的過程為：
24、將所述臨時任務(wù)并入該目標(biāo)無人機(jī)的剩余任務(wù)中，并按重要等級進(jìn)行排序，根據(jù)排序后的剩余任務(wù)進(jìn)行路線規(guī)劃。
25、本專利技術(shù)的有益效果：
26、本專利技術(shù)首先獲取無人機(jī)基站的所有待分配任務(wù)量和無人機(jī)數(shù)量，并按照待分配任務(wù)優(yōu)先級排序?qū)γ總€無人機(jī)的飛行路線進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)時獲取該無人機(jī)的消耗電量和剩余電量，判斷該無人機(jī)的電量是否滿足分配任務(wù)需求，避免電量不足導(dǎo)致任務(wù)中斷或延誤，提高巡檢的穩(wěn)定性和連續(xù)性，若不滿足，則獲取剩余所有無人機(jī)的剩余電量和位置信息，根據(jù)所述剩余電量和位置信息從所述剩余所有無人機(jī)中選取目標(biāo)無人機(jī)，對目標(biāo)無人機(jī)的規(guī)劃路線進(jìn)行修正，得到最終規(guī)劃路線，確保了任務(wù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模塊中，制定所有無人機(jī)的規(guī)劃路線的具體過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述S2中，還包括當(dāng)剩余的待分配任務(wù)少于無人機(jī)的數(shù)量時，則依次將剩余的待分配任務(wù)與所有無人機(jī)生成代價Cost矩陣并進(jìn)行最小匹配計(jì)算，得到任一剩余待分配任務(wù)所匹配的無人機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，判斷該無人機(jī)的電量是否滿足分配任務(wù)需求的具體過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，目標(biāo)無人機(jī)的選取過程為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述S31中還包括若當(dāng)前任務(wù)為該無人機(jī)最后一個任務(wù)，則將當(dāng)前任務(wù)需求標(biāo)定為臨時巡檢任務(wù)；若當(dāng)前任務(wù)需求不為該無人機(jī)最后一個任務(wù)需求，則將該無人機(jī)所有剩余任務(wù)逐個標(biāo)定為臨時巡檢任務(wù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，對規(guī)劃路線進(jìn)行修正的過程為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模塊中，制定所有無人機(jī)的規(guī)劃路線的具體過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述s2中，還包括當(dāng)剩余的待分配任務(wù)少于無人機(jī)的數(shù)量時，則依次將剩余的待分配任務(wù)與所有無人機(jī)生成代價cost矩陣并進(jìn)行最小匹配計(jì)算，得到任一剩余待分配任務(wù)所匹配的無人機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)優(yōu)化模塊中，判斷該無人機(jī)的電量是否滿足分配任務(wù)需求的具體過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式無人機(jī)探測系統(tǒng)，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔震，劉恒，曹唯偉，
申請(專利權(quán))人：廣州新創(chuàng)航宇電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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