[发明专利]一种多区域搜索方法及装置

说明书

本发明公开了一种多区域搜索方法及装置，涉及无人控制技术领域。以为多无人机多区域搜索问题提供一种简单高效的实现方法。该方法包括：在设定范围内依次确定多个搜索区域之间的距离，根据无人机的扫描宽度，所述无人机的最大飞行速度，确定无人机在单位时间的搜索面积；当确定设定范围内存在未分配的待搜索区域时，将当前最早完成搜索任务的无人机确定为分配无人机，将最大时间比对应的待搜索区域分配给分配无人机；将待搜索区域最长边对应的顶点确定为搜索起始点，所述分配无人机按照平行扫描的往返搜索方式直到扫描路径经过与最长边最远的顶点，其中，平行扫描的宽度按照无人机的扫描宽度确定。

技术领域

本发明涉及无人控制技术领域，更具体的涉及一种多区域搜索方法及装置。

背景技术

无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)自主能力的不断提高和应用环境的日益复杂已经使得单架UAV无法满足实际任务的需求，协同控制多无人机(UAVs)实现更大的整体效能已经成为了UAV研究的新热点。作为多UAV协同控制的重要研究内容，多UAV协同搜索是指对多UAV进行合理的任务分配与飞行路径规划，使多无人机协作高效率高质量完成搜索任务的过程。多无人协同搜索具有效率高、任务容错能力强等显著优点，已被广泛应用于目标搜索、地图测绘和农药喷洒等领域，多无人机协同已经成为未来无人机发展的趋势。

目前，针对区域搜索问题的研究主要集中在单UAV搜索连续区域的路径规划和多UAV协同搜索连续区域的任务分配上。单UAV区域搜索路径规划主要研究搜索区域形状、内部障碍、UAV性能等因素对搜索路径起点选择和搜索方式的影响；多UAV协同搜索连续区域的研究包括：UAV搜索性能评估、区域划分与分配和搜索路径生成；多无人机协同搜索多区域与多UAV搜索连续区域有相似之处但又有所区别，主要相同点在于两者都涉及到对无人机的性能评估和对任务的调度；主要区别在于连续区域搜索问题的不涉及区域间飞行时间对任务完成时间的影响，而多区域搜索问题既要考虑区域的搜索时间也涉及到无人机在区域间的飞行时间代价，其主要优化目的是如何进行搜索区域任务调度和路径规划使所有无人机中最晚完成搜索任务的无人机所需时间尽可能短，即所有区域的搜索完成时间尽可能早。

结合无人机搜索问题的研究现状可以看出：在单无人机搜索连续区域的研究中，不涉及无人机异构性和多无人机间的协同，搜索算法和路径易于生成；在多无人机搜索连续区域的研究中，不涉及无人机在区域间的飞行代价，只将无人机的相对能力作为覆盖区域大小的分配依据；而多无人机多区域搜索问题，不仅考虑无人机的性能差异，而且要考虑覆盖多个区域时的飞行代价和功耗情况，调度算法和路径规划更加复杂，目前该方面的研究相对较少。

在实际情况中存在大量分隔区域搜索的应用需求。例如在军事上对多个不同目标的侦查和搜索问题；在农业中对山区土地和分散梯田的农药喷洒、地形建模问题；在救灾抢险中对多个受灾区域同时监测，以便及时了解不同地区灾情，为正确决策提供支持的问题；在生态环境保护工作中，对相互影响的不同区域实现协同观测等，这些应用场景都涉及多无人机多区域搜索问题。因此，研究多无人机多区域搜索问题，为该问题提供一种可行的解决方案具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明实施例提供一种多区域搜索方法及装置，用以为多无人机多区域搜索问题提供一种简单高效的实现方法。

本发明实施例提供一种多区域搜索方法，包括：

在设定范围内依次确定多个搜索区域之间的距离，根据无人机的扫描宽度，所述无人机的最大飞行速度，所述搜索区域内限定最大飞行速度和所述无人机不同直线飞行距离时的最优飞行速度，确定所述无人机在单位时间的搜索面积；

当确定所述设定范围内存在未分配的待搜索区域时，将当前最早完成搜索任务的所述无人机确定为分配无人机，将最大时间比对应的所述待搜索区域分配给所述分配无人机；