多无人机快速侦察地面固定目标的方法、装置和设备制造方法及图纸

本申请涉及一种多无人机快速侦察地面固定目标的方法、装置和设备。所述方法包括：综合考虑多无人机待扫描区域、固定目标分布以及防空范围等因素，建立快速侦察地面固定目标的无人机最少架次模型和最佳投放点模型，并根据分支界定算法和组合优化算法对无人机最少架次模型进行求解，得到在待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次；根据防空范围和最少无人机架次对应的无人机巡航路径求解得到无人机最佳投放点；最后派遣大型载机在最佳投放点上空投放计算得到的最少无人机架次，根据投放的无人机完成待扫描区域内所有地面固定目标的侦察。采用本发明专利技术的方法能够合理规划多无人机执行侦察任务，实现地面固定目标的快速侦察。定目标的快速侦察。定目标的快速侦察。

【技术实现步骤摘要】
多无人机快速侦察地面固定目标的方法、装置和设备


[0001]本申请涉及无人机
，特别是涉及一种多无人机快速侦察地面固定目标的方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]21世纪，无人机成为有人侦察机与侦察卫星的重要补充手段，具有低成本、侦察灵活、分辨率高等多个优点，已经成为重要的侦察手段。
[0003]在侦察目标时，传统技术中虽然存在很多针对多无人机侦察情况的模型，但是大多针对移动目标。虽然这是必要的，但是在实际目标侦察过程中，许多地面目标无法移动，往往存在需要快速侦察许多固定目标的情况，如果每个目标派遣一架无人机显然不合理，派遣一架无人机侦察所有目标也不合理。并且，由于无人机的航程较短，派遣无人机执行侦察任务时还需考虑到合适的投放点，才能满足侦察需求。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够满足实际侦察需求的多无人机快速侦察地面固定目标的方法、装置和设备。
[0005]一种多无人机快速侦察地面固定目标的方法，所述方法包括：
[0006]根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，构建无人机最少架次模型，通过分支界定算法和组合优化算法对无人机最少架次模型进行求解，得到在待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次；
[0007]获取待扫描区域内的防空范围，根据防空范围和最少无人机架次对应的无人机巡航路径构建最佳无人机投放点模型，通过求解最佳无人机投放点模型，得到在待扫描区域内进行无人机投放的最佳投放点；<br/>[0008]派遣大型载机在最佳投放点上空投放计算得到的最少无人机架次，根据投放的无人机完成待扫描区域内所有地面固定目标的侦察。
[0009]在其中一个实施例中，无人机在待扫描区域内执行侦察任务时，采取直线飞行的方式，根据携带的可见光探测载荷与合成孔径雷达探测载荷分别进行下视带扫探测和合成孔径雷达探测。
[0010]在其中一个实施例中，根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，构建无人机最少架次模型，包括：
[0011]根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，将无人机巡航路径简化为固定宽度的矩形条，根据最少个数的矩形条覆盖所有地面固定目标的要求，构建无人机最少架次模型；其中，不同无人机巡航路径对应的矩形条的固定宽度相同，且矩形条之间可以相互重叠。
[0012]在其中一个实施例中，通过分支界定算法和组合优化算法对无人机最少架次模型进行求解，得到在待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次，包
括：
[0013]根据分支界定算法建立无人机最少架次模型对应的函数模型，对函数模型中连接任意两个地面固定目标的矩形条的变化方式进行分析，得到连接任意两个地面固定目标的矩形条覆盖其他地面固定目标的情况并存储在可行结果集中；
[0014]当可行结果集中连接任意两个地面固定目标的矩形条覆盖其他地面固定目标的情况存在重复时，对可行结果集进行去重处理，得到去重后的可行结果集；
[0015]根据组合优化算法对去重后的可行结果集中的所有可行解进行组合优化，求解得到最优解，最优解表示在待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次。
[0016]在其中一个实施例中，函数模型中连接任意两个地面固定目标的矩形条的变化方式，包括：矩形条向上平移最大距离、矩形条向下平移最大距离、矩形条逆时针旋转最大角度以及矩形条顺时针旋转最大角度。
[0017]在其中一个实施例中，根据组合优化算法对去重后的可行结果集中的所有可行解进行组合优化，求解得到最优解，包括：
[0018]根据组合优化算法将去重后的可行结果集中的所有可行解进行排序和搜索，并将搜索得到的不在最优解容器中的可行解与最优解容器中的可行解进行比较，当不在最优解容器中的可行解优于最优解容器中的可行解时，将不在最优解容器中的可行解存入最优解容器中并进行去重处理；否则，继续搜索不在最优解容器中的其他可行解；
[0019]对当前最优解容器中存储的所有去重处理后的可行解进行地面固定目标覆盖程度判断，当判断所有去重处理后的可行解没有覆盖所有地面固定目标时，继续搜索不在当前最优解容器中的其他可行解；当判断所有去重处理后的可行解可以覆盖所有地面固定目标时，将当前最优解容器中存储的所有去重处理后的可行解进行记录并组合在一起作为最优解输出。
[0020]在其中一个实施例中，在通过分支界定算法和组合优化算法对无人机最少架次模型进行求解之前，还包括：
[0021]预先下载求解无人机最少架次模型所需的代码编译器，在代码编译器中预先导入分支界定算法和组合优化算法对应的函数模块，并对代码编译器进行初始化处理。
[0022]在其中一个实施例中，获取待扫描区域内的防空范围，根据防空范围和最少无人机架次对应的无人机巡航路径构建最佳无人机投放点模型，通过求解最佳无人机投放点模型，得到在待扫描区域内进行无人机投放的最佳投放点，包括：
[0023]获取待扫描区域内的防空范围，根据防空范围和最少无人机架次对应的无人机巡航路径，构建最佳无人机投放点模型，通过求解最佳无人机投放点模型，确定防空范围边线与无人机巡航路径之间的两处交点，并将两处交点中距离大型载机的飞行起点最近的一处交点作为最佳投放点；
[0024]当最佳投放点与大型载机的飞行起点之间不存在障碍物时，大型载机直接飞行到最佳投放点上空进行无人机投放；当最佳投放点与大型载机的飞行起点之间存在障碍物时，根据迪杰斯特拉算法求解最佳投放点与大型载机的飞行起点之间最短路径，大型载机沿最短路径飞行到最佳投放点上空进行无人机投放。
[0025]在其中一个实施例中，派遣大型载机在最佳投放点上空投放计算得到的最少无人
机架次，根据投放的无人机完成待扫描区域内所有地面固定目标的侦察，包括：
[0026]派遣大型载机在最佳投放点上空投放计算得到的最少无人机架次，且投放的无人机位于无人机巡航路径的中线上，根据投放的无人机完成待扫描区域内所有地面固定目标的侦察。
[0027]一种多无人机快速侦察地面固定目标的装置，所述装置包括：
[0028]最少无人机架次计算模块，用于根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，构建无人机最少架次模型，通过分支界定算法和组合优化算法对无人机最少架次模型进行求解，得到在待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次；
[0029]最佳投放点计算模块，用于获取待扫描区域内的防空范围，根据防空范围和最少无人机架次对应的无人机巡航路径构建最佳无人机投放点模型，通过求解最佳无人机投放点模型，得到在待扫描区域内进行无人机投放的最佳投放点；
[0030]地面固定目标侦察模块，用于派遣大型载机在最佳投放点上空投放计算得到的最少无人机架次，根据投放的无人机完成待扫描区域内所有地面固定目标的侦察。
[0031]一种计算机设备，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多无人机快速侦察地面固定目标的方法，其特征在于，所述方法包括：根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，构建无人机最少架次模型，通过分支界定算法和组合优化算法对所述无人机最少架次模型进行求解，得到在所述待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次；获取所述待扫描区域内的防空范围，根据所述防空范围和所述最少无人机架次对应的无人机巡航路径构建最佳无人机投放点模型，通过求解所述最佳无人机投放点模型，得到在所述待扫描区域内进行无人机投放的最佳投放点；派遣大型载机在所述最佳投放点上空投放计算得到的最少无人机架次，根据投放的无人机完成所述待扫描区域内所有地面固定目标的侦察。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无人机在所述待扫描区域内执行侦察任务时，采取直线飞行的方式，根据携带的可见光探测载荷与合成孔径雷达探测载荷分别进行下视带扫探测和合成孔径雷达探测。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，构建无人机最少架次模型，包括：根据多无人机的待扫描区域以及待扫描区域内地面固定目标的位置，将无人机巡航路径简化为固定宽度的矩形条，根据最少个数的矩形条覆盖所有地面固定目标的要求，构建无人机最少架次模型；其中，不同无人机巡航路径对应的矩形条的固定宽度相同，且矩形条之间可以相互重叠。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过分支界定算法和组合优化算法对所述无人机最少架次模型进行求解，得到在所述待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次，包括：根据分支界定算法建立所述无人机最少架次模型对应的函数模型，对所述函数模型中连接任意两个地面固定目标的矩形条的变化方式进行分析，得到连接任意两个地面固定目标的矩形条覆盖其他地面固定目标的情况并存储在可行结果集中；当所述可行结果集中连接任意两个地面固定目标的矩形条覆盖其他地面固定目标的情况存在重复时，对所述可行结果集进行去重处理，得到去重后的可行结果集；根据组合优化算法对所述去重后的可行结果集中的所有可行解进行组合优化，求解得到最优解，所述最优解表示在所述待扫描区域内对所有地面固定目标进行侦察所需的最少无人机架次。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述函数模型中连接任意两个地面固定目标的矩形条的变化方式，包括：矩形条向上平移最大距离、矩形条向下平移最大距离、矩形条逆时针旋转最大角度以及矩形条顺时针旋转最大角度。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据组合优化算法对所述去重后的可行结果集中的所有可行解进行组合优化，求解得到最优解，包括：根据组合优化算法将所述去重后的可行结果集中的所有可行解进行排序和搜索，并将搜索得到的不在最优解容器中的可行解与最优解容器中的可行解进行比较，当所述不在最优解容器中的可行解优于所述最优解容器中的可行解时，将所述不在最优解容器中的可行解存入最优解容器中并进行去重处理；否则，继续搜索不在最优解容器中的其他可行解；对当前最优解容器中存储的所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱先强，姚开起，黄雪芹，张维明，朱承，张千桢，刘斌，姚莉，武德峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：