[发明专利]一种基于多约束条件的多无人机巡逻任务规划方法

权利要求书

1.一种基于多约束条件的多无人机巡逻任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：检验任务的可行性；

步骤S2：对巡逻区进行划分；

步骤S3：为多架协同完成巡逻任务的无人机分配任务；

所述步骤S1中包括如下步骤：

步骤S11：计算巡逻区总任务量Stotal，计算公式如下：

Stotal＝s×m (1)

其中，s为巡逻区面积，m为回访次数；

步骤S12：计算无人机1分钟内的巡视面积s0，可表示为：

其中，v为无人机航行速度以米/秒为单位，h为无人机飞行高度，a为无人机光电载荷视场角度；

步骤S13：计算需要指派的中继节点数量n_r，公式如下：

其中，dis_max为无人机起飞点到巡逻区最远的距离，r为无人机的通信半径；

步骤S14：计算直接执行巡逻任务所需的无人机数量n_p，公式如下：

其中，t为本次任务的时间约束，当n_p＜n-n_r时，n为提供无人机数量，任务存在可行性，需执行后续步骤，若否，本次任务无可行性；

所述步骤S2中，将所述巡逻区等分为k个子区，k的计算公式如下：

将子区从1开始依次编号；

所述步骤S3中，为多架协同完成巡逻任务的无人机分配任务的具体步骤为：

步骤S31：对无人机从1开始进行编号；

步骤S32：计算1号无人机从起点到达开始巡逻位置的时间t_s1，计算公式如下：

其中，dis_s1为1号无人机从起飞点到开始巡逻位置的距离；

步骤S33：将巡逻子区逐一加入1号无人机的巡逻区域，同时计算巡逻所需时间t_p1和返航所需时间t_b1，以及1号无人机飞行的总时间

t_p1＝N_area (7)

其中，N_area为加入1号无人机巡逻子区的数量，dis_e1为1号无人机从巡逻终点位置到降落点的距离，当满足无人机的留空时间t_during和任务时间约束t时，最大可巡逻子区数量即为1号无人机所需执行的任务；

步骤S34：判断1号无人机是否需要中继节点，当无人机距离起飞点超过通信半径r时，将2号无人机指定为中继节点，确定2号无人机起飞时间和停留位置；

步骤S35：重复步骤S32-S33，将剩余的巡逻子区分配给空闲的无人机，并根据时间约束t确定起飞时间；

步骤S36：当余下需执行任务的无人机距离起飞点超出通信范围时，需指定中继节点，若已指派的中继节点无法满足需求时，确定新中继节点起飞时间和停留位置。