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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及落點分配,特別涉及一種無人機集群落點分配方法、系統、設備與存儲介質。
技術介紹
1、無人機快速、精確的自主降落技術可以應用于物件配送、無人機自主回收等領域,也是無人機自主執行飛行任務的基本環節和必要功能。
2、在實際落點分配中會面臨無人機落點區域信息獲取不完整、不精確的現象。不完整、不精確的模糊無人機落點區域信息可能會導致決策錯誤,任務失敗,資源浪費問題,因此,如何處理好不精確信息帶來的具有不確定性的無人機集群精準引導降落問題,具有重要的研究價值。
3、現有的無人機落點分配方法在進行落點分配的不同任務階段,只是對落點與無人機進行一一分配,在實際分配中,在多個無人機在相同區域同時降落時,會造成無人機之間的路線競爭沖突,導致出現任務失敗和資源浪費的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于針對上述現有技術的不足,提供一種無人機集群落點分配方法、系統、設備與存儲介質,以解決現有技術中只是對落點與無人機進行一一分配,在實際分配中,在多個無人機在相同區域同時降落時,會造成無人機之間的路線競爭沖突,導致出現任務失敗和資源浪費的問題。
2、本專利技術具體提供如下技術方案:
3、一種無人機集群落點分配方法,包括如下步驟:
4、獲取無人機落點區域中的p個落點;
5、在落點數目p大于無人機數目n時,選取優先等級最高的n個落點作為無人機落點,并按照總能耗低于閾值的指標,將無人機落點按照x軸坐標大小以升序排序;在升序
6、在調整完所有無人機落點后,獲取所有無人機與無人機落點的連線,檢查所有連線是否交叉,在交叉時,將當前無人機與后一序號的無人機交換無人機落點,獲得最終的無人機落點分配方案。
7、優選的,所述獲取所有無人機與無人機落點的連線,檢查所有連線是否交叉,包括如下步驟:
8、獲取其中兩個無人機在地面的投影坐標m1(xa,ya)與m2(xc,yc),以及獲取兩個地面的無人機落點坐標d1(xb,yb)與d2(xd,yd),并獲取兩架無人機到其對應無人機落點的連線m1d1與m2d2;
9、獲取第一架無人機到其對應無人機落點的連線m1d1表達式f(x,y);具體表達式為:
10、f(x,y)=(y-ya)*(xb-xa)-(yb-ya)*(x-xa)=0。
11、若m1d1和m2d2相交時,則將m2和d2兩點的坐標代入f(x,y)獲得小于等于零的值;具體表達式為:
12、f(xc,yc)*f(xd,yd)≤0。
13、同理獲得m2d2的表達式g(x,y);具體表達式為:
14、g(x,y)=(y-yc)*(xd-xc)-(yd-yc)*(x-xc)=0。
15、在m1d1與m2d2相交時,具體表達式為:
16、g(xa,ya)*g(xb,yb)≤0。
17、在滿足m1d1和m2d2相交,以及m1d1與m2d2相交時,兩架無人機到各自對應落點的兩條連線相交;其中,x和y分別為無人機在地面投影坐標的橫縱坐標,xa和ya分別為投影坐標m1的橫縱坐標,xc和yc分別為投影坐標m2的橫縱坐標,xb和yb分別為投影坐標d1的橫縱坐標,xd和yd分別為投影坐標d2的橫縱坐標。
18、優選的,所述在滿足m1d1和m2d2相交,以及m1d1與m2d2相交時,兩架無人機到其對應落點的兩條連線相交,具體為:
19、當兩個無人機與其對應的無人機落點的坐標滿足:
20、
21、具體為:
22、
23、即滿足上述條件時,兩架無人機到其對應無人機落點的兩條連線相交。
24、優選的,所述獲取無人機落點區域中的p個落點,包括如下步驟:
25、在無人機落點區域內隨機生成若干數目的樣本點;
26、將樣本點的坐標數據隨機分為p組,并在每組中隨機選取一個樣本,并將p個樣本的坐標作為初始的p個聚類中心;
27、獲取每個樣本點與各個聚類中心之間的距離,將每個樣本點分配給距離它最近的聚類中心;
28、遍歷分配的過程,記錄每次聚類的結果,在達到最大迭代次數時,獲取所有樣本點到其所在聚類中心距離的最小平方和,選擇最小平方和時的聚類結果;
29、選取聚類結果中獲得的p個樣本點作為選定落點,并獲取p個落點的坐標。
30、優選的,所述將每個樣本點分配給距離它最近的聚類中心,還包括:
31、在分配樣本點時,每分配一個樣本點,根據聚類中現有的樣本點重新獲取聚類的聚類中心;其中聚類中心以及分配給它們的樣本點就代表一個聚類。
32、本專利技術提供一種無人機集群落點分配系統,包括:
33、數據獲取模塊,用于獲取無人機落點區域中的p個落點;
34、落點調整模塊,用于在落點數目p大于無人機數目n時,選取優先等級最高的n個落點作為無人機落點,并按照總能耗低于閾值的指標,將無人機落點按照x軸坐標大小以升序排序;在升序排序后,若兩個相鄰無人機落點坐標的x軸距離小于閾值,則將其中一個無人機落點調整為:該無人機在無人機落點區域中所能降落時,y軸位置離相鄰無人機y軸位置間距大于閾值的落點;
35、分配方案獲取模塊,用于在調整完所有無人機落點后,獲取所有無人機與無人機落點的連線,檢查所有連線是否交叉,在交叉時,將當前無人機與后一序號的無人機交換無人機落點,獲得最終的無人機落點分配方案。
36、本專利技術提供一種計算機設備,包括存儲器及處理器,所述存儲器中儲存有程序,所述程序被所述處理器執行時,使得所述處理器執行所述一種無人機集群落點分配方法的步驟。
37、本專利技術提供一種存儲介質,其上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現上述一種無人機集群落點分配方法的步驟。
38、與現有技術相比,本專利技術具有如下顯著優點:
39、本專利技術通過獲取p個落點,并在無人機數目小于p時獲取優先級最高的無人機落點,為避免無人機落點過近,將相鄰無人機落點調整為y軸位置間距大于閾值的落點,且為了保證無人機航跡不交叉的原則,根據無人機與無人機落點的連線進行交叉判斷,在交叉時調整無人機與無人機落點對應關系,獲得無人機與無人機落點的分配方案,通過無人機落點調整,以及對無人機與無人機落點連線的交叉調整,提高多無人機時落點的引導效果和資源利用率,大大降低因引導錯誤而出現的無人機降落任務失敗的概率。
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1.一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述獲取所有無人機與無人機落點的連線,檢查所有連線是否交叉,包括如下步驟:
3.如權利要求2所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述在滿足M1D1和M2D2相交,以及M1D1與M2D2相交時,兩架無人機到各自對應落點的兩條連線相交,具體為:
4.如權利要求1所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述獲取無人機落點區域中的P個落點,包括如下步驟:
5.如權利要求4所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述將每個樣本點分配給距離它最近的聚類中心,還包括:
6.一種無人機集群落點分配系統,其特征在于,包括:
7.一種計算機設備,其特征在于,包括存儲器及處理器,所述存儲器中儲存有程序,所述程序被所述處理器執行時,使得所述處理器執行如權利要求1至5中任一項所述一種無人機集群落點分配方法的步驟。
8.一種存儲介質,其上存儲有計算機程序,其特征在于,所述計算機程序被處理器執
...【技術特征摘要】
1.一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,包括:
2.如權利要求1所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述獲取所有無人機與無人機落點的連線,檢查所有連線是否交叉,包括如下步驟:
3.如權利要求2所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述在滿足m1d1和m2d2相交,以及m1d1與m2d2相交時,兩架無人機到各自對應落點的兩條連線相交,具體為:
4.如權利要求1所述的一種無人機集群落點分配方法,其特征在于,所述獲取無人機落點區域中的p個落點,包括如下步驟:
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