【技术实现步骤摘要】
一种基于同调理论的无人机覆盖搜索方法及搜索装置
本专利技术涉及无人机搜索领域，更具体地，涉及一种基于同调理论的无人机覆盖搜索方法及搜索装置。
技术介绍
国外在使用无人机进行区域搜索方面起步较早,经过长期应用与研究,取得了很好的效果。目前,国外无人机区域搜索范围主要包括森林火灾、地震、台风、火山等。近几年,我国灾害管理部门也加大了对无人机灾害监测应用与研究力度,并取得了一定的成果。无人机在民用领域应用主要表现在航空摄影、航空测绘、交通监视、消防、人工增雨等方面。无人机在农田中的应用逐渐开始出现，主要集中在农田信息遥感、灾害预警、施肥喷药等领域。在无人机应用过程中，首先需要对待搜索区域进行区域建图。建图过程需要实现对搜索区域的覆盖搜索，无人机在搜索过程会受到障碍物阻挡加上无人机最小转弯半径约束，会在躲避障碍物过程中产生搜索空洞。无人机如何实现对覆盖过程中出现空洞的搜索，成为当前无人机搜索的主要问题。无人机对未知区域进行覆盖搜索时，由于障碍物阻挡加上无人机最小转弯半径约束导致无人机在躲避障碍物过程中产生空洞。传统方...
【技术保护点】
1.一种基于同调理论的无人机覆盖搜索方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS1：无人机在初始点起飞之后使用GPS按照设定的频率获取其位置信息，生成采样点，以及采样点的网络拓扑；/nS2：对网络拓扑进行降维，使获得的拓扑图具有最简形式；/nS3：根据拓扑图具有最简形式，生成一阶同调矩阵；/nS4：获得一阶同调阵之后，求解对应的特征值和特征向量，以获得对应空洞区域的顶点序号，确定空洞位置；/nS5：确定空洞位置之后，将位置信息送入飞控中控制电机转动，调整无人机路径，完成对空洞区域的搜索，实现目标区域覆盖。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于同调理论的无人机覆盖搜索方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：无人机在初始点起飞之后使用GPS按照设定的频率获取其位置信息，生成采样点，以及采样点的网络拓扑；
S2：对网络拓扑进行降维，使获得的拓扑图具有最简形式；
S3：根据拓扑图具有最简形式，生成一阶同调矩阵；
S4：获得一阶同调阵之后，求解对应的特征值和特征向量，以获得对应空洞区域的顶点序号，确定空洞位置；
S5：确定空洞位置之后，将位置信息送入飞控中控制电机转动，调整无人机路径，完成对空洞区域的搜索，实现目标区域覆盖。
2.根据权利要求1所述的基于同调理论的无人机覆盖搜索方法，其特征在于，S1所述的网络拓扑中，当两个采样点之间的距离小于无人机的搜索半径时，两采样点相连，形成1-单形，在网络拓扑中两采样点相连，构成1-单行；
当三个采样点两两之间的距离小于无人机的搜索半径时且三个采样点的探测范围实现了对三点围成区域的覆盖，形成2-单形，当两两相连但未覆盖时，形成3个1-单形；
当采样点附近无点相连时，形成0-单形。
3.根据权利要求2所述的基于同调理论的无人机覆盖搜索方法，其特征在于，S2包括以下步骤：
S2.1：获得拓扑中的3-单形，即四个采样点两两相连；判断采样点的形态；当四个2-单形重叠一起时，运算四个2-单形的面积，当出现等式时，便获得冗余矩阵，任取一对删去；
当四个2-单形重叠一起，形成区域的面积是三个非最大2-单形的面积之和时，只需找到四个2-单形面积最大的单形，并删除其余的冗余2-单形；
S2.2：当2-单形被周围的2-单形覆盖时，删去该单形；进行二次降维，获得的拓扑图具有最简形式。
4.根据权利要求3所述的基于同调理论的无人机覆盖搜索方法，其特征在于，S3中一阶同调矩阵的生成规则为：1-单形方向为序号小的顶点指向序号大的顶点；2-单形方向则由序号较低的两个顶点确定，沿2-单形边缘生成，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张子用，孟伟，付敏跃，鲁仁全，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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