[发明专利]一种无人机数据收集的轨迹确定方法、系统及装置

说明书

本申请公开了一种无人机数据收集的轨迹确定方法，利用所有传感器节点的位置信息，采用聚类分簇分组，并利用路径寻优算法确定无人机飞行轨迹，比较每个聚类分簇分组情况下无人机飞行轨迹的最大信息年龄，将最大信息年龄最小的无人机飞行轨迹确定为最优无人机飞行轨迹。该过程中以系统中所有传感器节点的信息年龄作为评定标准，选择聚类分簇和路径寻优算法建立一个二阶段的迭代算法来进行无人机轨迹确定最优飞行轨迹，能够最大程度上降低系统的信息年龄。相应的，本申请还公开了一种无人机数据收集的轨迹确定系统及装置，具有相同的有益效果。

技术领域

本发明涉及物联网领域，特别涉及一种无人机数据收集的轨迹确定方法、系统及装置。

背景技术

伴随着数字化的发展，预计到2025年，全球联网设备总数将达到约364亿件，其中物联网设备252亿件。物联网（Internet of Things，IoT）最重要的应用之一便是利用分布式的传感器收集信息。在静态网络中，这些传感器产生的消息通常以多跳的方式传递到目的地，这种传递方式占用大量网络带宽并产生大量的能量消耗，数据传输性能较差。为了解决这个问题，基于无人机的信息收集方式成为新的研究方向。

近年来，针对无人机辅助数据采集的研究多从机动性管理和资源分配方面考虑，以系统吞吐量最大或个体节点的信息延迟最小为目标，未考虑过系统整体所有信息在传递、收集上的耗时，无法保证系统整体的节点信息新鲜度。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机数据收集的轨迹确定方法、系统及装置。其具体方案如下：

一种无人机数据收集的轨迹确定方法，包括：

获取所有传感器节点的位置信息；

利用所有所述传感器节点的位置信息，确定最优无人机飞行轨迹；

其中，所述利用所有所述传感器节点的位置信息，确定最优无人机飞行轨迹的过程包括：

初始化聚类值并循环以下步骤，直至当前聚类值大于最大聚类值：

按照当前聚类值，根据所有所述传感器节点的位置信息，对所有所述传感器节点进行聚类分簇，得到聚类分簇后的多组所述传感器节点；

确定每组所述传感器节点对应的无人机悬停点位置；

根据所有所述无人机悬停点位置，利用路径寻优算法确定无人机飞行轨迹；

计算当前无人机飞行轨迹下每个所述传感器节点的信息年龄，并确定当前最大信息年龄；

判断当前最大信息年龄是否小于当前最优信息年龄，若是，更新当前最优信息年龄为当前最大信息年龄，并更新当前最优无人机飞行轨迹为当前最大信息年龄对应的无人机飞行轨迹；

对当前聚类值加一。

优选的，所述确定每组所述传感器节点对应的无人机悬停点位置的过程，还包括：

根据上行速率确定所述无人机悬停点位置中的悬停高度。

优选的，所述确定每组所述传感器节点对应的无人机悬停点位置之后，还包括：

判断同一组的所述传感器节点之间的欧氏距离是否满足无人机通讯要求，若是，则进行所述根据所有所述无人机悬停点位置，利用路径寻优算法确定无人机飞行轨迹的步骤，若否，则进行所述对当前聚类值加一的步骤。

优选的，所述根据所有所述无人机悬停点位置，利用路径寻优算法确定无人机飞行轨迹的过程，包括：

根据所有所述无人机悬停点位置，利用蚁群算法确定无人机飞行轨迹。