一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法技术

本发明专利技术公开一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，应用于无人设备领域，在一个无人设备的移动任务为多个目标节点，且各个目标节点间存在多个能源补给站点的场景中；本发明专利技术通过为无人设备建立一个任务更新的滑动窗口，将待选能源补给节点添加到路径规划拓扑中，并通过滑动窗口和迭代地计算路径的方式，使得无人设备的移动路径在满足能源约束的前提下，尽可能降低路径代价和计算开销。

A path planning method for unmanned equipment considering energy supply

The invention discloses a path planning method for unmanned equipment considering energy supply, which is applied to the field of unmanned equipment. In a scene where the mobile task of an unmanned equipment is multiple target nodes and there are multiple energy supply stations among the target nodes, the invention establishes a task update sliding for the unmanned equipment. The window adds the selected energy supply nodes to the path planning topology, and makes the mobile path of the unmanned equipment meet the energy constraints by sliding the window and iteratively calculating the path, thus reducing the path cost and computing overhead as much as possible.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法
本专利技术属于无人设备领域，特别涉及一种无人设备执行任务时移动路径的规划技术。
技术介绍
无人设备移动路径规划是无人设备任务规划的一部分，即当无人设备在执行任务期间，在多种约束条件的限制下，找到从任务起始节点，到任务终止节点的移动路径。而寻找到的路径又需要满足一定的任务要求，或者满足某种既定的指标。无人设备路径规划是实现无人设备移动任务的基础。比如，在军事侦查中，考虑到隐蔽性以及实时性等需求，通常需要无人设备在给定的多个搜索目标点之间移动，以获取搜索区域的信息并实时传递给控制台。同时，在无人设备集群任务中，单一无人设备的移动路径也需要在考虑无人设备集群的整体约束下进行规划。因此，无人设备路径规划极其重要，人们也基于最优化算法以及启发式算法对无人设备路径规划问题做了部分研究。经过现有技术文献的检索发现，在“无人机输电线路巡检路径规划算法”(详见CuiJ,ZhangY,MaS,etal.Pathplanningalgorithmsforpowertransmissionlineinspectionusingunmannedaerialvehicle本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，包括：S1、根据需要到达的任务节点数量建立一个有序任务窗口；S2、构建能源补给约束下的拓扑图；S3、根据拓扑图从任务窗口末端向首端迭代地计算相邻任务节点之间的最短路径，得到规划路径。

【技术特征摘要】
1.一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，包括：S1、根据需要到达的任务节点数量建立一个有序任务窗口；S2、构建能源补给约束下的拓扑图；S3、根据拓扑图从任务窗口末端向首端迭代地计算相邻任务节点之间的最短路径，得到规划路径。2.根据权利要求1所述的一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：当任务窗口内任务节点数量已满，则将新的任务节点加入一条任务队列中，否则加入该任务窗口。3.根据权利要求2所述的一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S21、计算无人设备到达某任务节点时至少需要的可移动距离；S22、各任务节点及各能源补给节点作为构建拓扑图的节点集，节点集中的各节点通过获取邻居节点分布信息确定拓扑图的边集。4.根据权利要求3所述的一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，步骤S21所述计算无人设备到达某任务节点时至少需要的可移动距离，计算式为：dN(i)＝min{d(Ni,P1)，d(Ni,P2),……,d(Ni,Pm)}其中，dN(i)表示无人设备到达任务节点Ni时至少需要的可移动距离，d(Ni,Pt)表示任务节点Ni与能源补给节点Pt之间的距离，m表示能源补给节点的个数，t表示第t个能源补给节点，t＝1,2,3,…，m。5.根据权利要求4所述的一种考虑能源补给的无人设备路径规划方法，其特征在于，步骤S22所述边集确定过程为：设定无人设备满能源时可移动距离为dfull；对于各任务节点，在所有能源补给节点中，若某能源补给节点Pt与任务节点Ni之间的距离小于dfull，则将该能源补给节点Pt视为任务节点Ni的邻居节点，并将Pt与Ni连成的边加入边集E，边的权重为任务节点Ni与该能源补给节点之间的距离；对于各能源补给节点，若能源补给节点Pt与节点集中某节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙江，梁昊阳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51