[发明专利]车辆与无人机协同的交通巡逻方法及装置

权利要求书

1.一种车辆与无人机协同的交通巡逻方法，其特征在于，包括：

获取异构任务集合；其中，所述异构任务集合中包括待巡逻的道路交点对应的点任务和待巡逻的道路线段对应的线任务；

构建无人机与车辆协同执行所述异构任务集合的路径规划模型；其中，所述路径规划模型以将无人机与车辆从巡逻控制中心出发、执行完所述异构任务集合中所有巡逻任务并返回到所述巡逻控制中心所耗费的总时间最小化为目标，所述路径规划模型的预设约束条件为根据无人机与车辆协同执行所述异构任务集合的预设场景而设置，所述预设场景包括：搭载有可多次起降的无人机的车辆从所述巡逻控制中心出发，沿着道路行驶，并在道路交口释放所述无人机，所述无人机和所述车辆执行所述点任务或者所述线任务，在所述无人机的电量不足以至于无法继续执行下一个巡逻任务时返回到道路交口与所述车辆汇合并更换电池，并继续执行下一个巡逻任务，直至所述无人机和所述车辆将所述异构任务集合中所有巡逻任务执行完成，所述车辆搭载所述无人机返回到所述巡逻控制中心；

采用预设算法求解所述路径规划模型，得到无人机与车辆协同执行所述异构任务集合的最优路径；其中，所述预设算法包括混合整数规划算法和遗传算法；

所述预设约束条件还包括第二约束条件，所述第二约束条件包括：所述无人机在每一个架次中的释放次数为1、所述无人机在每一个架次中的返回次数为1、所述无人机到达任一道路交点的总次数与从该道路交点离开的总次数相同、所述无人机在每一次架次中返回所述车辆之前需要被释放、所述无人机在任一架次中被释放之前需要在上一架次中返回到所述车辆以及所述无人机的架次随着车辆的行驶而递增中的至少一项；其中：

采用第六公式表示第二约束条件“所述无人机在每一个架次中的释放次数为1”，所述第六公式包括：

式中，表示所述无人机的第f个架次中是否从第i个道路交点起飞并从第j个道路交点降落；为0或1，若为1则表示所述无人机在第f个架次中从第i个道路交点飞行至第k个道路交点，若为0则表示所述无人机在第f个架次中未从第i个道路交点飞行至第k个道路交点；和/或

采用第七公式表示第二约束条件“所述无人机在每一个架次中的返回次数为1”，所述第七公式为：

和/或

采用第八公式表示第二约束条件“所述无人机到达任一道路交点的总次数与从该道路交点离开的总次数相同”，所述第八公式为：

和/或

采用第九公式表示第二约束条件“所述无人机在每一次架次中返回所述车辆之前需要被释放”，所述第九公式为：

和/或

采用第十公式表示第二约束条件“所述无人机在任一架次中被释放之前需要在上一架次中返回到所述车辆”，所述第十公式为：

式中，为所述无人机在第f架次中的起飞交点的车辆访问顺序编号；为所述无人机在第f架次中的降落交点的车辆访问顺序编号；为所述无人机在第f’架次中的起飞交点的车辆访问顺序编号；为所述无人机在第f’架次中的降落交点的车辆访问顺序编号；和/或

采用第十一公式表示第二约束条件“所述无人机的架次随着车辆的行驶而递增”，所述第十一公式为：