【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无人机通信，尤其涉及一种基于多无人机的数据收集方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、随着物联网的蓬勃发展，爆发式增长的物联网设备将引发海量的数据传输需求，对现有通信系统造成重大挑战，由于无人机具有高机动、低成本、广覆盖、按需部署等优势，无人机辅助数据收集系统可以根据物联网设备分布、业务需求灵活调整飞行轨迹，建立良好的空对地通信环境，并在靠近物联网设备的位置收集数据从而降低物联网设备的传输能耗、提高网络寿命。可见，无人机辅助的数据收集系统将在物联网数据收集中发挥重要作用。
2、目前海量物联网设备具有分布区域广、数据需求大的特点，单架无人机可能难以独立完成数据收集任务，同时由于无人机的续航能力有限，需要尽可能节省飞行时长，以及面对智能交通、智慧城市等存在建筑物的场景，需要考虑建筑物遮挡对于物联网设备传输信号质量的影响，导致目前的无人机完成对物联网上数据收集的过程中，浪费大量时间，导致数据收集的效率低下。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于多无人机的数据收集方法、装置、设备及介质，可基于考虑建筑物遮挡的因素，以及通过对多无人机合理的资源分配与运行轨迹设计，提高数据收集的效率。
2、一方面，本申请提供一种基于多无人机的数据收集方法，所述方法包括：
3、构建空间位置模型，并基于所述空间位置模型配置每架无人机的初始飞行轨迹与初始资源分配，所述空间位置模型表征物联网设备与地面建筑物之间的相对空间位置，无人机的飞行轨迹由多个航路点与航路点间的时隙构
4、通过所述物联网设备与所述地面建筑物之间的相对空间位置，构建所述物联网设备与预设空间中任意一点之间的信道模型；
5、设置多个约束条件，并基于所述多个约束条件优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，得到每架无人机优化后的飞行轨迹与优化后的资源分配，则将所述优化后的飞行轨迹作为该无人机的固定的飞行轨迹，将所述优化后的资源分配作为该无人机的固定的资源分配。
6、在一种示例中，所述构建空间位置模型，包括：
7、在预设空间中任选一点作为原点，确定横轴、纵轴与竖轴的正方向后建立空间直角坐标系，并以竖坐标为零的平面作为地面；
8、获取所述预设空间中每个物联网设备的空间坐标，并将每个物联网设备的空间坐标标记在空间直角坐标系对应的点上；
9、确定每个地面建筑物的第一特征点的空间坐标，基于每个地面建筑物的长度、宽度与高度，以第一特征点为基准将每个地面建筑物标记在空间直角坐标系对应的点上。
10、在一种示例中，所述通过所述物联网设备与所述地面建筑物之间的相对空间位置，构建所述物联网设备与预设空间中任意一点之间的信道模型，包括：
11、判断每个物联网设备与所述预设空间中任意一点之间是否存在视距路径；
12、基于每个物联网设备与所述预设空间中任意一点之间是否存在视距路径，得到第一信道参数与第二信道参数分别关于航行点的第一连续可微函数与第二连续可微函数，所述第一信道参数与第二信道参数为物联网设备与所述预设空间中任意一点间进行通信的通信参数；
13、基于所述第一连续可微函数与所述第二连续可微函数，确定每个物联网设备与所述预设空间中任意一点之间的信道增益，基于所述信道增益得到所述信道模型。
14、在一种示例中，所述基于所述多个约束条件优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，得到每架无人机优化后的飞行轨迹与优化后的资源分配，包括：
15、基于所述多个约束条件计算每架无人机飞行轨迹上每个航行点的最优解，基于所述最优解更新每架无人机的飞行轨迹；
16、定义每个物联网设备的偏好列表，所述偏好列表中包括多个元素组，判断每个元素组对应的更新操作是否为有效更新，并基于有效更新的元素组对每架无人机与物联网设备之间的资源分配执行更新，所述元素组由时隙、无人机与子载波构成，所述有效更新的更新操作用于提高无人机从物联网设备采集的数据量；
17、迭代交替优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，直到本次迭代下得到的无人机完成数据采集的时间相比前一次迭代下得到的无人机完成数据采集的时间的减小量小于预设的第一阈值，或当迭代次数达到预设的第二阈值时，则停止迭代；
18、将最后一次迭代得到的每架无人机的飞行轨迹作为每架无人机优化后的飞行轨迹，将最后一次迭代得到的每架无人机的资源分配作为每架无人机优化后的资源分配。
19、在一种示例中，所述多个约束条件包括：
20、无人机从每个物联网设备收集的数据量不小于所需要收集的数据量；
21、在每个时隙下设备、无人机与子载波数量为整数；
22、每架无人机的每个子载波仅分配给一个物联网设备使用；
23、在每个时隙下每个物联网设备仅通过一个子载波向一架无人机上传数据；
24、每架无人机的飞行区域不超出预设的区域范围；
25、无人机之间的距离不小于预设的安全距离；
26、每架无人机的飞行速度不超出预设的最大水平速度和最大垂直速度。
27、另一方面，本申请提供一种基于多无人机的数据收集装置，所述装置包括：
28、构建模块，用于构建空间位置模型，并基于所述空间位置模型配置每架无人机的初始飞行轨迹与初始资源分配，所述空间位置模型表征物联网设备与地面建筑物之间的相对空间位置，无人机的飞行轨迹由多个航路点与航路点间的时隙构成，无人机的资源分配包括每架无人机与所述物联网设备之间的子载波分配，无人机通过子载波收集物联网设备数据；
29、构建模块，还用于通过所述物联网设备与所述地面建筑物之间的相对空间位置，构建所述物联网设备与预设空间中任意一点之间的信道模型；
30、处理模块，用于设置多个约束条件，并基于所述多个约束条件优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，得到每架无人机优化后的飞行轨迹与优化后的资源分配，则将所述优化后的飞行轨迹作为该无人机的固定的飞行轨迹，将所述优化后的资源分配作为该无人机的固定的资源分配。
31、在一种示例中，所述构建模块，具体用于在预设空间中任选一点作为原点，确定横轴、纵轴与竖轴的正方向后建立空间直角坐标系，并以竖坐标为零的平面作为地面；
32、所述构建模块，具体还用于获取所述预设空间中每个物联网设备的空间坐标，并将每个物联网设备的空间坐标标记在空间直角坐标系对应的点上；
33、所述构建模块，具体还用于确定每个地面建筑物的第一特征点的空间坐标，基于每个地面建筑物的长度、宽度与高度，以第一特征点为基准将每个地面建筑物标记在空间直角坐标系对应的点上。
34、在一种示例中，所述构建模块，具体还用于判断每个物联网设备与所述预设空间中任意一点之间是否存在视距路径；
35、所述构建模块，具体还用于基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多无人机的数据收集方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建空间位置模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述物联网设备与所述地面建筑物之间的相对空间位置，构建所述物联网设备与预设空间中任意一点之间的信道模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个约束条件优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，得到每架无人机优化后的飞行轨迹与优化后的资源分配，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个约束条件包括：
6.一种基于多无人机的数据收集装置，其特征在于，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如
...【技术特征摘要】
1.一种基于多无人机的数据收集方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建空间位置模型，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述物联网设备与所述地面建筑物之间的相对空间位置，构建所述物联网设备与预设空间中任意一点之间的信道模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个约束条件优化每架无人机的飞行轨迹与资源分配，得到每架无人机优化后的飞行轨迹与优化后的资源分配，包括：
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖振宇，伊鹏飞，熊蓉玲，周礼亮，冉华明，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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