[发明专利]无人机系统联合充电站部署及路由选择方法

权利要求书

1.一种无人机系统联合充电站部署及路由选择方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：建模无人机执行任务源点及目的点集合，具体包括：考虑多个无人机分别执行任务，U_k表示第k个无人机，1≤k≤K，K为无人机总数，令无人机执行任务源点及目的点集合分别为S＝{S₁,S₂,...,S_K}及D＝{D₁,D₂,...,D_K}，其中，S_k为无人机U_k执行任务源点，D_k为无人机U_k执行任务目的点；

S2：建模无人机飞行区域，具体包括：对各无人机源点及目的点之间区域进行二维离散化，建模为二维网格，其中，网格中第i行第j列节点为和分别为网格中行、列的最大点数，令Δ_x和Δ_y分别为网格行、列相邻点之间距离；令S_k和D_k对应网格中节点分别为及

S3：建模充电站部署变量，具体包括：将充电站部署于无人机执行任务源点及目的点之间区域内，令可部署充电站集合为C＝{C₁,C₂,...,C_M}，其中，M为充电站总数；令y_i,j,m为充电站部署变量，若网格中节点N_i,j处部署充电站C_m，y_i,j,m＝1，否则，

S4：建模无人机充电变量，具体包括：令x_k,m为无人机充电变量，若无人机U_k经过充电站C_m进行充电，则x_k,m＝1，否则，x_k,m＝0；并令表示无人机U_k在C_m处充电所需时间，1≤k≤K，1≤m≤M；

S5：建模无人机路由选择变量，具体包括：令为无人机路由选择变量，若无人机U_k经过节点到达节点则否则，

S6：建模无人机系统联合充电站部署及路由选择限制条件，具体包括：

(1)建模充电站部署限制条件：任意一个节点处最多部署一个充电站且每个充电站最多部署在一个节点处，即：

(2)建模无人机路由选择限制条件：各节点需满足保持流守恒，若节点则若节点则若节点且则无人机以各充电站为中继节点执行路由策略，若则

(3)建模无人机U_k飞行距离限制条件：若则其中，为无人机U_k单次充满电后最大飞行距离，表示无人机飞行线路上两节点和间飞行距离，建模为

S7：建模无人机执行任务所需总时延，计算公式为：

其中，T_k为无人机U_k自执行任务源点到达目的点所需总时间，建模为其中，为无人机U_k自执行任务源点到达目的点所需飞行时间，建模为其中，为无人机U_k从节点飞行至节点所需飞行时间，建模v_k为无人机U_k的飞行速度；

为无人机U_k自执行任务源点到达目的点所需充电时间，建模为：

S8：基于无人机执行任务所需总时延最小化，确定无人机系统联合充电站部署及路由选择策略。

2.根据权利要求1所述的无人机系统联合充电站部署及路由选择方法，其特征在于，步骤S8中，所述基于无人机执行任务所需总时延最小化部署充电站，优化确定无人机路由选择，即其中分别为无人机U_k执行任务所需总时延最小的最优充电策略、充电站部署策略及路由选择策略。