[发明专利]一种计及空域冲突的输电线路无人机编队协同巡检任务分配方法

权利要求书

1.一种计及空域冲突的输电线路无人机编队协同巡检任务分配方法，其特征在于，包括：

步骤S1：获取杆塔密集场景下移动式无人机智能巡检装备驻车点经纬度坐标、周边输电线路数量及经纬度坐标、输电线路精细化巡检轨迹文件以及无人机数量、参数信息；

步骤S2：基于步骤S1获取的信息，以最小化耗时最长的无人机的任务时间为目标函数建立多无人机协同任务分配模型；

步骤S3：采用变邻域搜索算法对步骤S2的多无人机任务分配模型进行求解，基于邻域结构设计，最终确定每个无人机所分配的任务及任务顺序；

步骤S4：基于每个无人机所分配的任务及任务顺序，对无人机空域任务进行冲突判定，对存在冲突的分配方案进行优化调整；

步骤S4所述基于每个无人机所分配的任务及任务顺序，对无人机空域任务进行冲突判定，具体包括：

步骤S411、判断任意两条无人机的航迹是否存在交叉：

在判断两条航迹是否存在交叉点时，依次比较两条航迹的所有的航段，检测其是否存在交点；

步骤S412、在空域冲突判定过程中，如果两条航迹存在交叉点则进行相交航迹的时域判定，否则继续遍历，如果遍历结束，两条航迹不存在交叉点，则输出最终的航迹；

步骤S411比较两条航段的所有的路段，检测其是否存在交点的步骤如下：

假设存在两条航段ab和cd，其中，航段ab的两个端点的坐标为：(x₁,y₁)和(x₂,y₂)；航段cd的两个端点的坐标为：(v₁,w₁)和(v₂,w₂)；

(1)如果x1≠x2且v1≠v2

首先计算两条航段的斜率θ₁和θ₂，

θ₁＝(y₂-y₁)/(x₂-x₁)

θ₂＝(w₂-w₁)/(v₂-v₁)

如果θ₁＝θ₂，则两条航段没有交点；否则两条航段可能存在交点，还需要计算交点的坐标判断是否在两条路段内相交；两条航段交点的横坐标为z：

z＝(b₂-b₁)/(θ₂-θ₁)

b₁＝(x₁×y₂-x₂×y₁)/(x₁-x₂)

b₂＝(v₁×w₂-v₂×w₁)/(v₁-v₂)

式中，b₁和b₂为两个判断参数；

如果z在x₁,x₂之间，且z在v₁,v₂之间，则两条航段存在交点；否则两条航段内不相交；

(2)如果x₁＝x₂且v₁＝v₂，则两条航段不相交；

(3)如果x₁＝x₂且v₁≠v₂，令z＝x₁代入航段cd的直线方程，求得纵坐标M，若M在w₁,w₂之间，两条航段相交，否则两条航段不相交；

x₁≠x₂且v₁＝v₂的情况类似。