[发明专利]无人机系统联合充电站部署及路由选择方法有效

专利信息
申请号: 201810757177.4 申请日: 2018-07-11
公开(公告)号: CN108846522B 公开(公告)日: 2022-02-11
发明(设计)人: 柴蓉;魏涛;陈前斌 申请(专利权)人: 重庆邮电大学
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04;G06Q50/30;G06F30/18;G01C21/20
代理公司: 北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 代理人: 赵荣之
地址: 400065 *** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 无人机 系统 联合 充电站 部署 路由 选择 方法
【说明书】:

发明涉及一种无人机系统联合充电站部署及路由选择方法,属于无线通信技术领域。该方法包括以下步骤:S1:建模无人机执行任务源点、目的点集合;S2:建模无人机飞行区域;S3:建模充电站部署变量;S4:建模无人机充电变量;S5:建模无人机路由选择变量;S6:建模无人机系统联合充电站部署及路由选择限制条件;S7:建模无人机执行任务所需总时延;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。本发明综合考虑无人机充电及执行任务需求,以无人机执行任务所需总时延最小为目标,优化设计充电站部署及无人机路由选择策略。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域,涉及无人机系统充电站部署及路由管理,具体涉及一种无人机系统联合充电站部署及路由选择方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,可广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。根据控制中心的指令,无人机可从源点飞行至目地点,执行特定任务。然而,由于无人机飞行及执行任务需消耗一定电池电量,若源点及目的点之间距离过长,无人机需及时补充电量,无人机充电站部署策略及飞行路由选择方案是影响无人机总飞行时间及任务执行效率的重要因素。

目前已有研究中,有文献针对无人机系统节点移动速度快,网络拓扑结构高度变化导致传统路由算法难以适用的问题,提出基于全球定位系统(Global PositioningSystem,GPS)及预测机制的最短路算法;也有研究提出利用深度强化学习技术实现无模型无人机控制,通过优化确定无人机巡航路线以及移动无人充电站移动路线,可实现无人机高效信息收集。

现有研究主要考虑无人机路由选择问题,未综合考虑无人机系统业务需求、充电站部署及路由选择问题,难以保证无人机高效任务执行。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种无人机系统联合充电站部署及路由选择方法,基于无人机执行任务所需总时延最小化为目标,确定无人机联合充电站部署及路由选择策略。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种无人机系统联合充电站部署及路由选择方法,包括以下步骤:

S1:建模无人机执行任务源点及目的点集合;

S2:建模无人机飞行区域;

S3:建模充电站部署变量;

S4:建模无人机充电变量;

S5:建模无人机路由选择变量;

S6:建模无人机系统联合充电站部署及路由选择限制条件;

S7:建模无人机执行任务所需总时延;

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。

进一步,步骤S1中,所述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,Uk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,...,SK}及D={D1,D2,...,DK},其中,Sk为无人机Uk执行任务源点,Dk为无人机Uk执行任务目的点。

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