一种车机协同巡检方法技术

本发明专利技术提供一种车机协同巡检方法，该方法包括：获取巡检节点信息、无人机及小型车停靠点信息；构建信息模型，设定信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；在约束条件下，构造初始解添加至种群中；通过锦标赛选择算法选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；通过局部搜索算法优化子代解，并优化对应的目标函数；若当前迭代次数达到预设阈值，输出当前子代最优解作为无人机巡检方案。通过该方案解决传统车机协同方法中无人机巡检效率的问题，可以在多架无人机工作的前提，有效提高巡检效率，缩短无人机及车辆任务执行时间。

A method of vehicle machine cooperative inspection

【技术实现步骤摘要】
一种车机协同巡检方法
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种车机协同巡检方法。
技术介绍
随着无人机技术逐渐发展成熟，无人机被广泛应用于各行各业中。由于无人机不受地面交通状况限制，可以对一定区域进行巡逻监测，已被应用于一些广阔地域的电塔、基站等设备的巡检。而无人机飞行距离有限，需要由小型车携带无人机，方便为无人机充电或维修，当小型车停靠于某一处时，无人机可以由停靠点出发，对周围的电塔、基站等巡检。但由于无人机飞行距离受限，如何为无人机分配巡检路径、如何选取停靠点较为合理是亟待解决的问题。目前，关于无人机路线分配及车辆行驶线路问题，如无人机送货，常根据单架无人机与车辆的信息交互进行路径规划，或针对固定的停靠点，为多架无人机进行路径分配，对于多架无人机和动态行驶车辆的路径规划，难以保障巡检时间最短，巡检效率低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种车机协同巡检方法，以解决现有巡检方案中巡检效率低的问题。在本专利技术实施例的第一方面，提供了一种方法，包括：获取巡检节点信息、无人机信息和小型车停靠点信息；构建小型车停靠点、无人机和巡检节点的信息模型，设定所述信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；在所述约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中；通过锦标赛选择算法在所述种群中选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；通过局部搜索算法优化子代解，并优化对应的目标函数；若当前迭代次数达到预设阈值，输出当前子代最优解作为无人机巡检方案。在本专利技术实施例的第二方面，提供了一种车机系统巡检系统，包括：获取模块，用于获取巡检节点信息、无人机信息和小型车停靠点信息；设定模块，用于构建小型车停靠点、无人机和巡检节点的信息模型，设定所述信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；构造模块，用于在所述约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中；传递模块，用于通过锦标赛选择算法在所述种群中选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；优化模块，用于通过局部搜索算法优化子代解，并优化对应的目标函数；输出模块，用于若当前迭代次数达到预设阈值，输出当前子代最优解作为无人机巡检方案。在本专利技术实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本专利技术实施例第一方面所述方法的步骤。本专利技术实施例中，获取巡检节点、停靠点及无人机信息，构建信息模型后，设定模型的约束条件和优化目标。基于约束条件构建初始解，并添加至种群中，从种群中选出父本后，交叉传递，并根据局部优化算法逐代优化，当迭代次数达到阈值，则输出最优巡检方案。从而解决了传统巡检方法中巡检效率低的问题，实现多架无人机与动态停靠点的信息交互、协同分配，各节点的巡检时间大大减少，有效提高巡检效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对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取其他附图。图1为本专利技术的一个实施例提供的车机协同巡检方法的流程示意图；图2为本专利技术的一个实施例提供的车机协同巡检方法的另一流程示意图；图3为本专利技术的一个实施例提供的车机协同巡检系统的结构示意图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例提供的一种车及协同巡检方法的流程示意图，包括：S101、获取巡检节点信息、无人机信息和小型车停靠点信息；所述巡检节点即需要通过无人机进行检查的特定设备，如基站、电塔等，无人机可以通过相机对待检查的设备特定部位拍照等形式确定设备存在的问题。所述小型车可以携带无人机在行进，并能为无人机提供能源，无人机由小型车停靠位置出发，巡检完成后返回小型车，在小型车上可以为无人机充电，并对无人机进行检修等。示例性的，在一定区域内存在Nc个巡检节点需要被巡检，可以表示为小型车可携带m架相同无人机，表示为U＝{u1，u2，…，um}，小型车在已有路径上可以选择的停靠点集合为矩阵A＝(an1n2)用于表示巡检节点n1和巡检节点n2之间的距离。获取巡检节点、无人机及停靠点信息可以方便建立数据模型，对路径分配问题进行求解。S102、构建小型车停靠点、无人机和巡检节点的信息模型，设定所述信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；所述信息模型用于表示小型车停靠点、无人机和巡检节点间的数据关系，如小型车可携带多加无人机，无人机由停靠点出发，对一定范围的巡检节点进行巡检，巡检完成后返回小型车停靠点。无人机对一定范围内的所有巡检节点完成巡检，基于路径设计可以实现最小巡检时间，能有效提高巡检效率。具体的，所述约束条件为：m≥1(2)0≤l(ri)≤d(3)其中，C(s)表示服务时间，lcarrier表示小型车行驶距离,Scarrier表示小型车的速度，suav表示无人机的速度，dj表示停靠点，D表示停靠点集合，x(dj)表示是否选择了候选停靠点dj，若选择了停靠点dj，则x(dj)＝1否则x(dj)＝0，uk表示无人机k，l(uk，dj)表示无人机在停靠点dj时的飞行距离,m表示无人机数量，l(ri)表示一条无人机路径长度，d表示无人机最大飞行距离。具体的，公式(1)表示最小巡检时间公式，公式(2)表示小型车至少携带一架无人机进行巡检，公式(3)表示无人机分配路径不能大于其最大飞行距离。S103、在所述约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中；所述初始解即无人机路径分配及小型车停靠点选取的初始方案，基于初始解可以对解进行优化。在所述种群即信息模型解的种群，通过遗传算法中种群可以逐代对解进行优化，获得最优解。可选的，在约束条件下，通过随机贪婪算法构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中。对种群初始化过程中，采用随机贪婪算法构造k个可行解添加至种群M中，通过所述随机贪婪算法可以获得当前局部最优解。可选的，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中之前包括：对种群初始化，选定小型车停靠点，构建无人机路径并分配无人机路径。S104、通过锦标赛选择算法在所述种群中选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；所述锦标赛选择算法即从种群中选取一定数量个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车机协同巡检方法，其特征在于，包括：/n获取巡检节点信息、无人机信息和小型车停靠点信息；/n构建小型车停靠点、无人机和巡检节点的信息模型，设定所述信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；/n在所述约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中；/n通过锦标赛选择算法在所述种群中选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；/n通过局部搜索算法优化子代解，并优化对应的目标函数；/n若当前迭代次数达到预设阈值，输出当前子代最优解作为无人机巡检方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种车机协同巡检方法，其特征在于，包括：
获取巡检节点信息、无人机信息和小型车停靠点信息；
构建小型车停靠点、无人机和巡检节点的信息模型，设定所述信息模型的优化目标为最小巡检时间，并设定约束条件；
在所述约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中；
通过锦标赛选择算法在所述种群中选取两个父本，通过交叉传递将父本优势基因传递给子代；
通过局部搜索算法优化子代解，并优化对应的目标函数；
若当前迭代次数达到预设阈值，输出当前子代最优解作为无人机巡检方案。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件为：



m≥1(2)
0≤l(ri)≤d(3)
其中，C(s)表示服务时间，lcarrier表示小型车行驶距离，scarrier表示小型车的速度，suav表示无人机的速度，dj表示停靠点，D表示停靠点集合，x(dj)表示是否选择了候选停靠点dj，若选择了停靠点dj，则x(dj)＝1否则x(dj)＝0，uk表示无人机k，l(uk，dj)表示无人机在停靠点dj时的飞行距离，m表示无人机数量，l(ri)表示一条无人机路径长度，d表示无人机最大飞行距离。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中包括：
在约束条件下，通过随机贪婪算法构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在约束条件下，构造预定数量的初始解添加至信息模型对应的种群中之前包括：
对种群初始化，选定小型车停靠点，构建无人机路径并分配无人机路径。


5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭凯，孙千国，冯锐，冯文顺，彭麟雅，邢必果，王学，
申请(专利权)人：武汉光发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42