一种多无人机覆盖路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种多无人机覆盖路径规划方法，包括：导入需实施覆盖路径规划区域的信息，确定需要覆盖的区域和禁止飞越的区域，并确定所述需要覆盖的区域中的需访问点的集合AS，然后采用改进K

【技术实现步骤摘要】
一种多无人机覆盖路径规划方法


[0001]本专利技术属于无人机路径规划
，具体涉及一种多无人机覆盖路径规划方法。

技术介绍

[0002]随着无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)技术的发展，UAV已经广泛应用于通信、侦察、搜索、监测、巡检以及灾难救援等方面。其中，覆盖路径规划（CoveragePathPlanning,CPP）问题是许多无人机应用中的一个重要问题。CPP的任务是构建一条路径，确保无人机在给定区域中探索每个位置，同时避开禁飞区（NoFlyingZone, NFZ）。
[0003]根据参与CPP任务UAV的数量，覆盖路径规划可以分为两类：单UAV覆盖路径规划，多UAV覆盖路径规划。
[0004]目前，针对单UAV覆盖路径规划算法的研究较多。具体方法有适用于简单形状区域、不需要进行单元分解的来回法（Back
‑
and
‑
Forth）和螺旋法（Spiral）；也有将复杂区域划分为子区域后再执行路径规划的梯形分解法（Trapezoidal Decompos本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多无人机覆盖路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1导入需实施覆盖路径规划区域的信息，确定需要覆盖的区域和禁止飞越的区域，并确定所述需要覆盖的区域中的需访问点的集合AS；S2配置参数信息，包括：簇数目K、迭代次数常数MI、策略选择常数SC，所述簇数目K对应参与覆盖搜索无人机的数目，策略选择常数SC用于调整不同的簇中心点产生策略的使用比例，其为小于1的数；S3设置迭代计算变量的初值，包括：邻域搜索策略的步长step、循环变量counter从MI开始逐步减小，减小到0时调整step大小，并重新从MI值开始递减；S4判断循环变量counter是否大于迭代次数常数MI，如果大于MI，则转到步骤S5，否则转到步骤S6；S5在需访问点的集合AS中，随机选择K个点作为簇的初始中心点，然后转到步骤S9；S6判断counter是否大于，如果大于，则转到步骤S7，否则转到步骤S8；S7采用随机搜索策略产生K个簇的新中心点，然后转到步骤S9；S8采用邻域搜索策略产生K个簇的新中心点；S9分配AS集合中所有点到距离最近的簇中；S10对每个簇采用牛耕法进行路径规划，得到新路径newPaths。2.根据权利要求1所述的多无人机覆盖路径规划方法，其特征在于，还包括：S11计算新路径newPaths的评估值newF；S12判断评估值newF是否小于目前最优方案bestPaths的评估值minF；若newPaths优于bestPaths，则将bestPaths更新为newPaths，minF更新为newF，且计数器counters设置为MI，否则，计数器counter减小1；S13判断counter是否减小到了0；如果counter小于或等于0，则调整搜索步长step为，其中，C2为小于1的步长调整系数；S14判断step是否小于MinStep，如果step不小于MinStep，则转到步骤S4进行迭代计算，否则，迭代计算结束，输出最优路径规划方案bestPaths。3.根据权利要求1或2所述的多无人机覆盖路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：采用基于栅格的技术，将需实施覆盖路径规划区域离散为栅格，并把栅格分为A、N、B三类，A类栅格对应需要覆盖的区域，记录栅格中心点为：A
s
(x,y)，其中，A为点的类别，s为点的序号，(x,y)为点的坐标；N类栅格对应禁飞区，将相邻的禁飞区栅格合并为尽可能大的矩形，记录禁飞区矩形为：NR
t
(N0,N1),其中，t为矩形的序号，N0为矩形的左上角点，N1为矩形的右下角点；B类栅格为其它栅格，这些栅格不需要覆盖搜索，也不禁止UAV飞越，因此，整个区域信息可以表示为G=G(AS,NRS)，其中，AS为A类栅格中心点的集合，NRS为禁飞区对应矩形的集合。4.根据权利要求3所述的多无人机覆盖路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4中，设置迭代计算变量的初值，具体包括：
；其中，step为邻域搜索策略的步长，step值越大，邻域搜索的范围越大；DN是属性值域划分数，C1是一个小于1的常数，用于设置初始步长大小；bestPaths为列表，记录当前最优的路径规划方案；minF记录bestPaths对应的价值函数的评估值。5.根据权利要求3所述的多无人机覆盖路径规划方法，其特征在于，步骤S7中，采用随机搜索策略产生K个簇的新中心点，具体包括：在当前每个簇所有点的值域范围里，随机选择一个值作为簇新的中心点，如下式：；其中，newCP
i,j
是第i个簇新中心点的第j个属性的值；minP
i,j
是...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚毅光，陈凯，牛天宇，刘云平，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：