一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法和装置制造方法及图纸

发明专利技术公开一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法和装置，包括：步骤S1、划分预定巡逻区域，得到多个子区域；步骤S2、获取所述子区域内单个无人装备的当前状态信息；步骤S3、根据所述单个无人装备的当前状态信息基于搜索策略进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。采用本发明专利技术的技术方案，可以针对于多个无人装备进行区域协同覆盖巡逻路径规划。个无人装备进行区域协同覆盖巡逻路径规划。个无人装备进行区域协同覆盖巡逻路径规划。

【技术实现步骤摘要】
一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法和装置


[0001]本专利技术属于路径规划
，尤其涉及一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法和装置，进一步对多个无人装备求解各自由起点出发至终点结束，并协同完成指定区域巡逻任务的最小代价路径。

技术介绍

[0002]在无人战场中，无人装备、无人车等无人装备由于代价低、机动性强，适合执行战场侦察任务。在作战前期进行战场作战区域整体侦查时，由多个无人装备协同进行区域侦查能够缩短侦查阶段消耗的时间，增加己方赢得先机的概率。目前，在多个无人装备协同进行区域侦查时，存在无法对多个无人装备区域协同覆盖巡逻路径进行精准规划问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法和装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1、划分预定巡逻区域，得到多个子区域；
[0007]步骤S2、获取所述子区域内单个无人装备的当前状态信息；
[0008]步骤S3、根据所述单个无人装备的当前状态信息基于搜索策略进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。
[0009]作为优选，步骤S1中，对所述预定巡逻区域进行柔性划分得到多个子区域。
[0010]作为优选，所述单个无人装备的当前状态信息包含：单个无人装备到达当前状态已花费的代价。
[0011]作为优选，步骤S3中，基于单个无人装备到达当前状态已花费的代价通过最佳优先搜索算法对所述单个无人装备进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。
[0012]本专利技术提供一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划装置，包括：
[0013]划分模块，用于划分预定巡逻区域，得到多个子区域；
[0014]获取模块，用于获取所述子区域内单个无人装备的当前状态信息；
[0015]规划模块，用于根据所述单个无人装备的当前状态信息基于搜索策略进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。
[0016]作为优选，所述划分模块对所述预定巡逻区域进行柔性划分得到多个子区域。
[0017]作为优选，所述单个无人装备的当前状态信息包含：单个无人装备到达当前状态已花费的代价。
[0018]作为优选，所述规划模块基于单个无人装备到达当前状态已花费的代价通过最佳优先搜索算法对所述单个无人装备进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。
[0019]采用本专利技术的技术方案解决无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划问题，为对多个
无人装备，在给定各无人装备的起点、终点，无人装备群体所需要共同完成的巡逻区域的情况下，求解各无人装备由其对应起点出发，途经巡逻区域中部分点，最终抵达其对应终点的路径，该路径需要满足路径可行性约束，各无人装备所途经的巡逻区域子集的并集应等于整体巡逻区域，且各无人装备的代价之和应尽可能小。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法流程图；
[0021]图2为本专利技术单无人装备区域覆盖路径规划的实例示意图；
[0022]图3为本专利技术多无人装备区域协同覆盖路径规划的实例示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例多无人装备区域协同覆盖路径规划的另一种实例示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划装置的结构示意图。
具体实施方式
[0025]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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]实施例1：
[0028]如图1所示，本专利技术实施例提供一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，包括以下步骤：
[0029]步骤S1、划分预定巡逻区域，得到多个子区域；
[0030]步骤S2、获取所述子区域内单个无人装备的当前状态信息，其中，所述单个无人装备的当前状态信息包含：单个无人装备到达当前状态已花费的代价，单个无人装备处于初始状态时花费的代价为0；
[0031]步骤S3、根据所述单个无人装备的当前状态信息基于搜索策略进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。
[0032]作为本专利技术实施例的一种实施方式，步骤S1中，对所述预定巡逻区域基于自定义内积下柔性划分，得到多个子区域。具体为：将地图栅格化为格点地图，以格点地图的形式进行后续计算。栅格化方法即将地图区域在横向、纵向分别划分为m个和n个等分的区域，从而相交叉得到m
×
n个格点，以相邻(上、下、左、右、左上、左下、右上、右下共8个方向)格点的中心点间通行里程代价作为相邻格点间的通行里程代价，非相邻格点间不可直接计算通行里程代价，需要经由一条由相邻格点构成的路径计算通行里程代价(通过累加相邻格点间通行里程代价，得到非相邻格点间通行里程代价。由于非相邻格点间由相邻格点构成的路径多于1条，以累加得到的通行里程代价为最小值的路径计算其通行里程代价)。
[0033]在多个无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划问题中，首先考虑将巡逻区域划分给各无人装备，即区域划分问题：在巡逻区域中，为各无人装备划分其需要进行巡逻的子区域，使得所有无人装备划分到的子区域之并集包含巡逻区域(以保证多个无人装备在协同
下完成对整个区域的巡逻)，同时希望各无人装备巡逻划分到的子区域所需付出的代价(如无人装备完成对该子区域巡逻所需的里程代价)尽可能小。
[0034]例如，巡逻区域为某市郊区一片平原地带中一块10km
×
10km的区域，计划由4个无人装备进行协同覆盖巡逻，则可以为4个无人装备各分配该区域中上、下、左、右5km
×
5km的子区域，也可以为4个无人装备依次分配该区域中由左至右2.5km
×
10km的子区域，这两种划分方式均可以使得所有无人装备划分到的子区域之并集包含巡逻区域，但两种划分方式下各无人装备巡逻划分到的子区域所需付出的代价有差异，本方法希望给出使得所有无人装备划分到的子区域之并集包含巡逻区域，且各无人装备巡逻划分到的子区域所需付出的代价较小的划分方式。
[0035]假定当前已经给出一种对区域的划分方案，对于划分出的一个子区域，用以下方式估计单个无人装备完成对该子区域巡逻代价:
[0036]1)、对子区域中任意两格点，计算最短距离(若子区域中格点数为k，则共组点对)；
[0037]2)、对1)中距离累加求和，记作该子区域的面积；
[0038]3)、采用2)中该子区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、划分预定巡逻区域，得到多个子区域；步骤S2、获取所述子区域内单个无人装备的当前状态信息；步骤S3、根据所述单个无人装备的当前状态信息基于搜索策略进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。2.如权利要求1所述的无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，其特征在于，步骤S1中，对所述预定巡逻区域进行柔性划分得到多个子区域。3.如权利要求2所述的无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，其特征在于，所述单个无人装备的当前状态信息包含：单个无人装备到达当前状态已花费的代价。4.如权利要求3所述的无人装备区域协同覆盖巡逻路径规划方法，其特征在于，步骤S3中，基于单个无人装备到达当前状态已花费的代价通过最佳优先搜索算法对所述单个无人装备进行路径规划，使所述单个无人装备抵达目标地点。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛颖，
申请(专利权)人：中电普信北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：