多无人机均衡路径规划方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116026341A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310300673.8(22)申请日2023.03.27(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410003湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人刘青宝包卫东贾志强王吉张亮(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403专利代理师曾志鹏(51)Int.Cl.G01C21/20(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称多无人机均衡路径规划方法及装置(57)摘要本发明提供一种多无人机均衡路径规划方法及装置，所述多无人机均衡路径规划方法包括：获取待测区域信息和无人机参数信息，并根据所述待测区域信息和所述无人机参数信息构建几何坐标系；基于所述几何坐标系将所述待测区域信息均衡划分为预设数量个子区域；应用最小生成树算法对各所述子区域进行最短路径规划，并计算各子区域的最短路径的总里程；根据各子区域的最短路径的所述总里程，循环对所述总里程的偏差大于预设差值的相邻子区域进行均衡路径调节，得到各所述子区域的均衡最短路径。本发明能够实现多无人机路径均衡规划，从而平衡无人机负载以提高无人机群的利用率，且适用性广、操作简单。CN116026341ACN116026341A权利要求书1/2页1.一种多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述多无人机均衡路径规划方法包括：获取待测区域信息和无人机参数信息，并根据所述待测区域信息和所述无人机参数信息构建几何坐标系；基于所述几何坐标系将所述待测区域均衡划分为预设数量个子区域；应用最小生成树算法对各所述子区域进行最短路径规划，并计算各子区域的最短路径的总里程；根据各子区域的最短路径的所述总里程，循环对所述总里程的偏差大于预设差值的相邻子区域进行均衡路径调节，得到各所述子区域的均衡最短路径。2.如权利要求1所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述待测区域信息至少包括形状、大小和内部无效空间，所述根据所述待测区域信息和所述无人机参数信息构建几何坐标系，包括：根据所述待测区域信息沿着所述待测区域的外包络建立一多边形；根据所述无人机参数信息基于所述多边形构建所述几何坐标系。3.如权利要求2所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述无人机参数信息至少包括起飞点和传感器最大覆盖尺寸，所述根据所述无人机参数信息基于所述多边形构建所述几何坐标系，包括：将所述多边形的最大展长作为所述几何坐标系的X轴方向，以所述传感器最大覆盖尺寸的两倍为所述几何坐标系的单位长度；标定所述多边形的各顶点坐标。4.如权利要求1所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述基于所述几何坐标系将所述待测区域均衡划分为预设数量个子区域，包括：基于所述几何坐标系确定所述待测区域的各顶点横坐标的最大值和最小值，以及所述待测区域的有效面积；从所述待测区域的顶点横坐标的所述最小值至所述最大值依次设置切割线，从所述待测区域中依次划分出面积大于等于所述有效面积/n的各所述子区域，其中，n为预设数量。5.如权利要求4所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述从所述待测区域的顶点横坐标的所述最小值至所述最大值依次设置切割线，从所述待测区域中依次划分出面积大于所述有效面积/n的各所述子区域，包括：以所述待测区域的顶点横坐标的最小值为当前横坐标，以所述几何坐标系的单位长度为步长逐步增加，如果所述待测区域的位于所述最小值与所述当前横坐标之间的子区域的面积大于等于所述有效面积/n，则将横坐标等于所述当前横坐标的直线确定为第一切割线；所述当前横坐标继续以所述几何坐标系的单位长度为步长逐步增加，如果所述待测区域的位于前一切割线与所述当前横坐标之间的子区域的面积大于等于所述有效面积/n，则将横坐标等于所述当前横坐标的直线确定为当前切割线，直至将所述待测区域划分为n个子区域。6.如权利要求1所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述应用最小生成树算法对各所述子区域进行最短路径规划，并计算各子区域的最短路径的总里程，包括：针对任一子区域，确定包括所述子区域内部的坐标点以及未进行路径规划的边缘顶点2CN116026341A权利要求书2/2页的点图；以所述点图中距离无人机出发点距离最近的顶点为初始顶点，以所述初始顶点为当前顶点，点之间距离为权重，迭代查找离所述当前顶点权值最小的边，将连接所述权值最小的边的另一顶点作为下一顶点，直到遍历所述点图中的所有顶点，得到所述子区域的最短路径，并计算所述子区域的最短路径的总里程。7.如权利要求1所述的多无人机均衡路径规划方法，其特征是，所述根据各子区域的最短路径的所述总里程，循环对所述总里程的偏差大于预设差值的相邻子区域进行均衡路径调节，包括：循环根据各子区域