[发明专利]车辆与无人机协同巡检的路径规划方法及系统

说明书

本发明提供一种车辆与无人机协同巡检的路径规划方法及系统，涉及协同作业技术领域。本发明首先获取车机协同巡检过程中的相关参数；然后预设车机协同巡检约束条件，并基于相关参数，以无人机巡检完所有目标点后到达终点时总时间最短为目标函数构建车机协同巡检路径规划模型；最后求解构建的车机协同巡检路径规划模型，以获取车机协同巡检路径的最优规划方案。本发明考虑了车机协同巡检场景中的真实情况，从而可以快速、准确地求解出车机协同巡检路径规划的最优方案，对相关工作进行科学有效地指导。

技术领域

本发明涉及协同作业技术领域，具体涉及一种车辆与无人机协同巡检的路径规划方法及系统。

背景技术

伴随着传感器技术的发展，无人机携带各种载荷在情报侦察、电力巡检等军事和民用领域发挥着越来越大的作用。但是目前由于电池容量有限，无人机不能长时间或者长距离的执行巡检任务，导致其执行目标的效率较低。为了解决无人机在执行巡检任务时的续航问题，可使用一辆车和一架无人机协同进行任务巡检，将车作为一种地面移动平台，其可以携带无人机，还可以给无人机更换电池来重复利用无人机，这样可以有效提高无人机执行目标巡检的效率。

现有技术在实施车机协同巡检工作时，无法准确求出或者快速求出车机协同巡检路径规划的有效解，从而无法科学、有效指导车机协同的相关工作。

由此可见，亟需提出一种新的车辆与无人机协同巡检的路径规划技术，以有效解决现有技术存在的无法快速、准确求解车机协同巡检路径规划结果的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种车辆与无人机协同巡检的路径规划方法及系统，解决了现有技术存在无法快速、准确求解车机协同巡检路径规划结果的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明首先提出一种车辆与无人机协同巡检的路径规划方法，所述方法包括：

获取车机协同巡检相关参数，所述车机协同巡检相关参数包括无人机参数、地面车辆参数、巡检任务参数，以及路网参数；

获取预设的车机协同巡检约束条件，并基于所述车机协同巡检相关参数，以无人机巡检完所有目标点后到达终点时总时间最短为目标函数构建车机协同巡检路径规划模型；所述预设的车机协同巡检约束条件包括巡检目标点路径禁止环路约束、无人机起飞点约束、地面车辆停靠点时间约束，以及无人机和地面车辆访问终点约束；

求解所述车机协同巡检路径规划模型，获取车机协同巡检路径的最优规划方案。

优选的，其特征在于，所述无人机参数包括无人机速度和无人机的最长续航时间；

地面车辆参数包括地面车辆速度；

巡检任务参数包括每个目标点需要被无人机巡检的时间；

路网参数包括车机协同巡检过程中的节点坐标集合，所述节点包括起点、停靠点、终点以及目标点。

优选的，所述目标函数包括：

minz＝t_*

其中，t_*表示无人机从起点出发并巡检完所有目标点后到达终点的总耗时。

优选的，所述巡检目标点路径禁止环路约束包括：