[发明专利]一种多无人机协同电力巡检的任务分配方法

说明书

本发明公开了一种多无人机协同电力巡检的任务分配方法，包括：获取驻车点位置、任务集合与无人机集合；计算各任务杆塔与驻车点的实际距离；构建多无人机协同电力巡检的任务分配模型，分配模型以用时最长的无人机完成所分配任务子集的时间最小化为优化目标，任务分配模型的假设及约束条件根据电力巡检实际情况设定；采用遗传算法求解任务分配模型，得到实现优化目标且满足约束条件的整体最优解。本发明根据现有电力巡检实际情况以及无人机电力巡检任务要求，能够实现输入相关坐标及参数信息，求解得出无人机的任务序列，并保证多架无人机任务时间相近，减少无人机的等待浪费，最小化单个驻车点所有无人机完成全部巡检任务的总时间，提升电力巡检效率。

技术领域

本发明涉及无人机电力巡检技术领域，具体地说，涉及一种多无人机协同电力巡检的任务分配方法。

背景技术

小型多旋翼无人机凭借重量轻、体积小、机动性高、受地形限制影响小、可空中悬停拍摄图像等优点，在电力巡检领域受到了广泛的应用。无人机电力巡检的巡检效率和质量较传统人工巡检有巨大提升。

特别地，我国无人机在电力巡检方面经过多年的发展，相继经过了成立试点、部署+试点推广、人巡为主，机巡为辅、机巡为主，人巡为辅四个阶段。并且伴随着互联网5G通信的推广以及无人机控制技术的发展，无人机自主巡检成为可能，将能够很大程度上节省人力物力，提升巡检效率，各省市电网公司未来也将通过引入成套巡检设备等方式提升无人机自主巡检占输电线路巡检的比例。

但当前无人机电力巡检仍处于起步阶段，主要靠飞手手动操作无人机进行巡检，且受限于小型多旋翼无人机续航时间短，远距离机动性差等缺点，无人机电力巡检效率仍有较大提升空间。

当下，部分省市电力公司提出“无人机+作业车”协同巡检的新模式，作业车作为无人机的载体和补给站，与无人机优势互补，可作为电力巡检成套设备投入实际电力巡检工作中。同时，部分省市电力公司已开展“无人机+作业车”协同巡检试点工作，实际试点工作中出现无人机任务分配混乱、作业车行驶路径随意等问题。通过查阅相关文献及资料，据我们所知，目前国内外对“无人机+作业车”协同巡检的理论研究较少，无法为实际电力巡检工作提供理论指导。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对上述提出的技术问题，本发明提供一种多无人机协同电力巡检的任务分配方法。本发明实现了在已知待巡检杆塔坐标及无人机相关飞行参数的情况下，通过本发明提供的多无人机协同电力巡检任务分配方法求解得出每架无人机的任务序列，以达到最小化耗时最长的无人机任务时间的优化目标。

本发明以实际电力巡检情况为基础，可直接根据待巡检杆塔的经纬度坐标进行计算，无需转换成相对坐标，最终求解出的任务分配结果提供每架无人机对应的任务序列，能够极大程度上便利巡检人员的作业过程。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种多无人机协同电力巡检的任务分配方法，其特征在于，包括：

获取驻车点位置坐标、待巡检区域的电力巡检任务集合和当前可执行巡检任务的无人机集合；

计算待巡检区域的电力巡检任务集合中每个电力杆塔到驻车点的地理直线距离；

基于无人机电力巡检实际情况和任务场景要求，构建具有多重约束的多无人机协同电力巡检任务分配模型；

针对任务的独特性和无人机的同质性，采用实数编码方式，将任意一个适用于任务分配问题的可行解编码为一个直线形式的完整染色体；

根据多无人机协同电力巡检任务分配模型信息和遗传算法的编码方式，生成符合模型约束方程的预设规模的初始种群。