【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机调度，尤其涉及一种无人机调度巡检方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、风电场运维过程中，传统的无人机巡检方法中无人机按照规定的巡航路线进行巡检，需要较长的时间来完成，特别是在大型风电场中，需要布置多个无人机机巢，多个无人机同时进行巡检，现有技术无法频繁高效的对风电机组进行巡检。
2、另外，在巡航路线的设计中，现有技术往往只考虑了当前无人机巡航路线的距离，没有考虑到多个无人机如何协同工作，也没有考虑到无人机的飞行状态，导致无人机执行巡检任务的效率和灵活性低，导致设备故障和问题的延迟发现，进而影响风电场的产能和运营效率。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种无人机调度巡检方法、装置及存储介质，以提高多无人机执行巡检任务的效率和灵活性，实现风电场的高效巡检。
2、本专利技术提供了一种无人机调度巡检方法，应用于无人机系统，所述无人机系统包括若干架无人机和若干个机巢，所述机巢安装在风电场中的安装范围内；
3、所述方法包括：
4、响应于巡检任务的下发操作，根据所述巡检任务，确定执行所述巡检任务的无人机数量、无人机所处的机巢位置以及巡检目标点；所述无人机所处的机巢位置为无人机巡检的起始位置；
5、将最小化所有无人机的总飞行距离作为目标函数；根据各无人机单次飞行中巡检风机的第一时间和各无人机在风机和机巢之间飞行的第二时间，分别对无人机巡检时间和无人机电池电量进行约束，求解所述目标函数，获得各无人机的最优巡航路线，以使
6、所述机巢安装在风电场中的安装范围内，具体为：
7、各所述机巢安装在预设风机之间的最小几何距离处；所述预设风机为在所述机巢各自的管控范围内的所有风机；所述预设风机的数量至少为2；
8、机巢的总管控范围覆盖所述风电场的所有风机；所述总管控范围为各所述机巢的管控范围之和。
9、进一步地，所述机巢的最小数量为所述总管控范围覆盖所述风电场的所有风机所需的最小机巢数。
10、进一步地，所述机巢的管控范围为无人机充满电离开所述机巢执行任务并安全返回所述机巢的最大范围。
11、进一步地，所述无人机的最大数量不超过所述机巢的数量，且所述机巢中最多存在一架无人机。
12、进一步地，所述将最小化所有无人机的总飞行距离作为目标函数；根据各无人机单次飞行中巡检风机的第一时间和各无人机在风机和机巢之间飞行的第二时间，分别对无人机巡检时间和无人机电池电量进行约束，还包括：
13、目标函数的表达式为：
14、
15、其中，li表示第i架无人机的飞行距离，min表示最小化，执行任务的无人机的数量为n，所有无人机的总飞行距离的最小值为h；
16、无人机巡检时间的约束表达式为：
17、
18、其中，ti巡检表示第i架无人机在单次飞行中巡检一台风机的时间，t巡检为无人机巡检一台风机所需的固定时间值；
19、无人机电池电量的约束表达式为：
20、ti＜b(tmax-t返航)；
21、其中，tmax代表无人机将当前电池电量耗尽能够飞行的时间，t返航表示飞机从当前位置飞回最近的空机巢的所需的时间；
22、ti＝ati巡检+bti飞行；
23、ti为第i架无人机单次飞行的飞行时间；a表示不同风速下的修正系数，ti飞行表示第i架无人机在风机和机巢之间飞行的时间，ti飞行与li成正比关系，b表示不同风速下的修正系数。
24、进一步地，所述求解所述目标函数，获得各无人机的最优巡航路线，具体为：
25、根据机巢数量、机巢位置、无人机的数量、任务风机数量和任务风机位置，计算单架无人机巡检不同任务风机所用的最短路程；
26、根据单架无人机巡检不同任务风机所用的最短路程，计算得到所有无人机共同巡检所有任务风机且各所述无人机巡检不同的任务风机时，各所述无人机的最优巡航路线。
27、进一步地，所述计算单架无人机巡检不同任务风机所用的最短路程，具体为：
28、将无人机第k次巡检h(h≤g)个任务风机所用的路程作为第一子问题，将无人机第k次巡检h(h≤g)个任务风机所用的最短路程作为第一子问题f([k],[h])的最优解；
29、其中，所述第一子问题f([k],[h])的最优解包括第二子问题f([k],[h-1])和第三子问题f([k-1],[h-1])的最优解；所述第二子问题为无人机第k次巡检h-1个任务风机所用的路程；所述第三子问题为无人机第k-1次巡检h-1个任务风机所用的路程；
30、计算从第四子问题f([1],[1])开始到第一子问题f([k],[h])之间的所有子问题的最优解，得到无人机巡检不同任务风机所用的最短路程。
31、进一步地，所述计算出各无人机的最优巡航路线之后，还包括：
32、将各所述无人机的最优巡航路线下发到对应的机巢中的无人机中，以使各所述无人机判断自身是否为满电状态，若是，则根据最优巡航路线执行巡航任务。
33、进一步地，所述根据最优巡航路线执行巡航任务，包括：
34、在各所述无人机执行巡航任务的过程中，所述无人机在机巢与巡检目标点之间直线飞行，所述无人机在各巡检目标点之间直线飞行。
35、进一步地，所述计算出各无人机的最优巡航路线之后，还包括：
36、在第一无人机执行巡航任务的过程中，实时计算所述第一无人机从当前位置飞到第一机巢所需的第一电量，所述第一机巢为距离所述当前位置最近的空机巢；
37、若第一无人机的电量低于第二电量，所述第二电量高于所述第一电量的预设比值，则飞往所述第一机巢进行充电，以使所述第一无人机在充满电后，继续执行所述巡航任务，直至所述巡航任务结束。
38、作为优选方案，本专利技术对风电场无人机自主巡检系统提供无人机调度巡检方法，考虑了风电场的无人机机巢安装的实际情况，提供了风电场无人机机巢的位置选取方法。本专利技术利用动态规划算法的调度方法，考虑了多种约束条件，在预设数量无人机协同工作的情况下，合理分配各无人机的巡检目标点和最优巡航路线，计算出各无人机的最优的巡航路线，实现根据所有巡检任务对各无人机的巡航路线进行动态规划，合理规划各自的巡航路线，使得各无人机都以最短路程完成对预设数量巡检目标点的巡检，完成对所有巡检目标点的巡检，以提高多无人机执行巡检任务的效率和灵活性，实现风电场的高效巡检。
39、本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
40、相应地，本专利技术还提供一种无人机调度巡检装置，包括：任务模块和调度模块；
41、其中，所述任务模块用于响应于巡检任务的下发操作，根据所述巡检任务，确定执行所述巡检任务的无人机数量、无人机所处的机巢位置以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机调度巡检方法，其特征在于，应用于无人机系统，所述无人机系统包括若干架无人机和若干个机巢，所述机巢安装在风电场中的安装范围内；
2.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢安装在风电场中的安装范围内，具体为：
3.如权利要求2所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢的最小数量为所述总管控范围覆盖所述风电场的所有风机所需的最小机巢数。
4.如权利要求2所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢的管控范围为无人机充满电离开所述机巢执行任务并安全返回所述机巢的最大范围。
5.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述无人机的最大数量不超过所述机巢的数量，且所述机巢中最多存在一架无人机。
6.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述将最小化所有无人机的总飞行距离作为目标函数；根据各无人机单次飞行中巡检风机的第一时间和各无人机在风机和机巢之间飞行的第二时间，分别对无人机巡检时间和无人机电池电量进行约束，还包括：
7.如权利要求6所述的
8.如权利要求7所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述计算单架无人机巡检不同任务风机所用的最短路程，具体为：
9.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述计算出各无人机的最优巡航路线之后，还包括：
10.如权利要求9所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述根据最优巡航路线执行巡航任务，包括：
11.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述计算出各无人机的最优巡航路线之后，还包括：
12.一种无人机调度巡检装置，其特征在于，包括：任务模块和调度模块；
13.一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包括存储的计算机程序；其中，所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1至11中任意一项所述的一种无人机调度巡检方法。
...【技术特征摘要】
1.一种无人机调度巡检方法，其特征在于，应用于无人机系统，所述无人机系统包括若干架无人机和若干个机巢，所述机巢安装在风电场中的安装范围内；
2.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢安装在风电场中的安装范围内，具体为：
3.如权利要求2所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢的最小数量为所述总管控范围覆盖所述风电场的所有风机所需的最小机巢数。
4.如权利要求2所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述机巢的管控范围为无人机充满电离开所述机巢执行任务并安全返回所述机巢的最大范围。
5.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述无人机的最大数量不超过所述机巢的数量，且所述机巢中最多存在一架无人机。
6.如权利要求1所述的一种无人机调度巡检方法，其特征在于，所述将最小化所有无人机的总飞行距离作为目标函数；根据各无人机单次飞行中巡检风机的第一时间和各无人机在风机和机巢之间飞行的第二时间，分别对无人机巡检时间和无人机电池电量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文胜，吴佳潞，麦晓明，易琳，钟力强，雷霆，赖嘉暘，刘晶，陈凯旋，郭俊杰，徐琪，洪丹仪，
申请(专利权)人：南方电网电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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