一种无人机路径规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种无人机路径规划方法及装置，该方法包括：获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型和无人机的样本行为选择进行训练得到的。通过最小最大化信息年龄模型来对预设无人机路径规划模型进行训练，充分优化无人机的样本行为选择对于待收集数据信息寿命的影响，训练完毕后的预设无人机路径规划模型可以根据无人机当前位置信息自动规划最优路径，此时的最优路径会使得过期数据包的数量最小化，减少了数据信息因为过期而导致的信息丢失。

A Path Planning Method and Device for UAV

【技术实现步骤摘要】
一种无人机路径规划方法及装置
本专利技术实施例涉及无人机
，尤其涉及一种无人机路径规划方法及装置。
技术介绍
当前，利用低空无人机(unmannedaerialvehicle，UAV)进行辅助的数据信息采集展现出很大吸引力和潜力，UAV具有许多优点，一方面具有按需部署和快速部署的能力，高度灵活性，完全可控的空中移动性；另一方面，无人机具有能与地面终端建立视距通信链路的能力；除此之外，由于无人机机身集成了的众多不同类型的传感器设备，这些硬件设备为感测环境以及采样和收集数据提供了极大的便利。因此，无人机逐渐被开发应用于环境检测、交通管控、救援救灾和军事侦查等场景当中。而在现有技术中，UAV在进行信息采集以辅助后续数据分析的应用过程中，待采集的数据包通常具有数据信息寿命这一约束条件，若待采集的数据包在其信息年龄超过了数据包寿命的时候仍然未被无人机携带走，那么数据包会过期失效，进而导致数据信息的丢失；因此为了减少数据因为过期而导致的信息丢失，如何对无人机进行数据采集的飞行路线进行有效规划已经成为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种无人机路径规划方法及装置，用以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，或至少部分解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种无人机路径规划方法，包括：获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型和无人机的样本行为选择进行训练得到的。第二方面，本专利技术实施例提供一种无人机路径规划装置，包括：定位模块，用于获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；规划模块，用于将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型和无人机的样本行为选择进行训练得到的。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面的无人机路径规划方法。第四方面，一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如第一方面所述无人机路径规划方法。本专利技术实施例提供的一种无人机路径规划方法及装置，通过将无人机选择下一个传感器的动作作为无人机的行为选择，并将无人机的行为选择为一个训练样本，获取多个训练样本后，通过最小最大化信息年龄模型来对预设无人机路径规划模型进行训练，充分考虑无人机的行为选择对于待收集数据信息寿命的影响这要素来进行优化，训练完毕后的预设无人机路径规划模型可以根据无人机当前位置信息自动规划最优路径，此时的最优路径会使得过期数据信息包的数量最小化，有效减少了数据信息因为过期而导致的信息丢失。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例所提供的无人机路径规划方法流程图；图2为本专利技术一实施例所提供的预设无人机路径规划模型训练流程图；图3为本专利技术一实施例所提供的无人机路径规划装置结构示意图；图4为本专利技术一实施例所提供的电子设备结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中所描述的无人机路径规划方法的实施是基于被派遣出去的无人机只能一个接一个地访问系统中的所有传感器这一基础，且在本专利技术实施例的实施场景中无人机每次只能访问一个传感器，而无人机也不会对同一传感器进行重复访问。图1为本专利技术一实施例所提供的无人机路径规划方法流程图，如图1所示，包括：步骤S1，获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；步骤S2，将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型对无人机的样本行为选择进行训练得到的。具体的，本专利技术实施例中所描述的无人机当前位置信息具体是指在任意时刻无人机在信息采集场景中的位置信息。本专利技术实施例中所描述的无人机路径规划信息是指对于数据传感器采集的顺序选择，即无人机在当前信息采集场景中确定对于数据传感器采集顺序后，得到对于数据传感器的数据信息采集所需要经过的路径；本专利技术实施例中所描述的无人机路径规划信息在环境数据采集领域，可以根据无人机处于待采集的具体环境数据中的位置，和传感器的各个位置信息，确定无人机的对于传感器数据信息采集的顺序关系，从而有效避免传感器可能会出现的因数据信息寿命导致的信息丢失，有效提高环境信息数据采集的质量。本专利技术实施例中所描述的无人机的行为选择具体是在指无人机对于下个将要访问传感器的选择行为；本专利技术实施例中所描述的样本行为选择是指将其作为训练样本的行为选择。本专利技术实施例中所描述的预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型对无人机的样本行为选择进行训练得到，具体为，无人机根据当前环境状态，在每个时刻t进行行为选择，将每个时刻t执行的样本行为选择定义为at；假设是每个时刻t的系统状态，其中表示信息采集场景，由于无人机需要根据当前环境状态选择路径，本专利技术实施例将环境状态设定为无人机在时刻t所访问的传感器，而由于在信息采集场景中传感器的位置是固定的，因为可以根据无人机当前位置信息确定其当前所访问的传感器，从而可以根据无人机当前位置信息确定当前环境状态。本专利技术实施例中所描述的最小最大化信息年龄模型是指用于将当前采集场景下所有传感器数据包的最大信息年龄情况进行最小化的模型，该模型中具体包括当前采集场景下所有传感器的最大化信息年龄函数信息F(X)。最小最大化信息年龄模型是根据数据包信息年龄这一概念建立的，具体为：数据包年龄信息是指传感器中的数据信息在传感器m生成的时刻开始，到被无人机采集的时刻为止所经过的时间量，可以表示为：如果这个数据包无法在寿命结束之前被无人机收集走，那么这个数据包就会过期，信息将会丢失，那么它的信息年龄也失去了意义。因此，在这里用无人机飞行的总时间Ttotal来定义这些过期的数据包的信息年龄，并将其作为所有数据包的信息年龄的上限。因此，信息年龄可以重新表达为：其中，于此同时，和的衡量方式可以改写为如下形式：其中，Ttotal为无人机飞行的总时间，传感器m中包j的产生时刻。以最小化过期数据包数量为目标的无人机飞行路径规划可以转换为最小最大化信息年龄的最优飞行路径规划。可以注意到，通过带入ζm(X)，以及利用零范数的定义，原问题可以松弛为：其中，||·||0表示零范数。由于本专利技术的目标是最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型和无人机的样本行为选择进行训练得到的。

【技术特征摘要】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：获取无人机当前位置信息，根据所述无人机当前位置信息得到无人机的行为选择；将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息；其中，所述预设无人机路径规划模型是通过最小最大化信息年龄模型和无人机的样本行为选择进行训练得到的。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将所述无人机的行为选择输入预设无人机路径规划模型，以得到无人机路径规划信息的步骤之前，所述方法还包括：根据无人机样本位置信息生成随机概率信息；根据所述随机概率信息和预设概率信息，确定无人机的样本行为选择；将无人机的每一个样本行为选择作为一个训练样本，获得多个训练样本，根据多个训练样本和所述最小最大化信息年龄模型对预设无人机路径规划模型进行训练。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据多个训练样本和所述最小最大化信息年龄模型对预设无人机路径规划模型进行训练的步骤，具体包括：对于任意一个训练样本，根据所述训练样本和所述最小最大化信息年龄模型得到所述训练样本所对应的Q函数值；根据所述Q函数值对预设无人机路径规划模型进行更新；在满足预设条件时，完成对预设无人机路径规划模型的训练。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，对任意一个训练样本，将所述训练样本输入最小最大化信息年龄模型的步骤之前，所述方法还包括：获取数据传输速率信息、无人机行为选择时间信息和数据包丢失数量信息，以建立最小丢失包模型；获取数据包年龄信息，根据所述数据包年龄信息对所述最小丢失包模型进行优化，得到最小最大化信息年龄模型，其中所述最小最大化信息年龄模型中包括最大化信息年龄函数信息。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，对于任意一个训练样本，根据所述训练样本和所述最小最大化信息年龄模型得到所述训练...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，费爱国，宋颖祥，李宛苡，宋梅，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11