[发明专利]车辆与多无人机协同路径规划方法、装置、终端及介质

说明书

本发明涉及一种车辆与多无人机协同路径规划方法、装置、终端及介质。该方法根据目标区域集合中待搜索区域确定无人机覆盖路径；根据映射点确定车辆规划路径，根据起飞点、覆盖路径以及降落点构建无人机航路集合，采用迭代松弛算法对无人机航路集合与车辆规划路径进行迭代优化，得到车辆与多无人机协同覆盖侦察最优路径规划。本方法设计了基于真实道路网的起飞点与降落点位置的无人机航路，在真实道路网任意节点都能够起飞和降落，起飞点与降落点选择较为灵活，节约了侦察时间；再通过迭代松弛算法对无人机航路集合与所述车辆规划路径进行迭代优化，可以在较短时间内生成满意的侦察路径规划方案。

技术领域

本发明涉及信息采集技术领域，特别是涉及一种车辆与多无人机协同路径规划方法、装置、终端及介质。

背景技术

无人机区域侦察是一种快速感知目标区域信息的典型方式，目前广泛应用于地理测绘、灾害调查、目标搜索以及战场侦察等领域。在实际应用中，只有快速感知并完整获取目标区域信息，才能为指挥人员提供可靠的信息支撑。但受限于无人机较差的续航能力，面对多区域的侦察需求还需依靠地面车辆提供支持，提高空地资源的协同性，实现对目标区域的高效侦察。

近年来，大多研究针对无人机独立完成区域覆盖侦察任务，但未考虑到多个区域分布较远、超出无人机飞行范围的情况；车辆支持无人机的多区域覆盖侦察模型较简单，且缺乏同时支持多架无人机的研究。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种无人机在真实路网任意节点都能够起飞和降落的一种车辆与多无人机协同路径规划方法、装置、终端及介质。

一种车辆与多无人机协同路径规划方法，所述方法包括：

获取目标区域集合，根据所述目标区域集合中子目标区域相对位置，确定无人机的覆盖路径；

将距离子目标区域最近的真实道路节点确定为该子目标区域的映射点；根据各映射点生成车辆移动路径；对所述车辆移动路径进行初始规划，得到初始车辆路径；对所述初始车辆路径进行交叉路径消除，得到车辆路径；

根据所述车辆路径中的道路节点和所述无人机覆盖路径，构建无人机航路集合；

基于所述车辆路径和所述无人机航路集合，对所述无人机航路集合中各子无人机航路分别构建备选起飞点以及备选降落点；根据迭代松弛算法中的选择指标，对所述备选起飞点和所述降落起飞点集合分别进行迭代优化，得到所述子无人机航路新起飞点和新降落点；将所述新起飞点和所述新降落点在所述车辆路径中进行更新，得到车辆与多无人机协同最优规划路径。

在一个实施例中，所述根据所述目标区域集合中子目标区域相对位置，确定无人机的覆盖路径，包括：

根据所述子目标区域中无人机空中采样点的数量与位置来规划无人机覆盖路径，所述采样点的连线构成一条无人机覆盖路径；根据不同覆盖模式，构建多条无人机覆盖路径，选取最优覆盖模式以及最优覆盖路径；所述采样点为无人机采样区域的中心点，所述采样区域为无人机单次采样在地面上的投影区域。

在一个实施例中，所述覆盖模式包括：螺旋式覆盖模式和往复式覆盖模式；所述覆盖路径包括螺旋式覆盖路径和往复式覆盖路径。

在一个实施例中，所述将距离子目标区域最近的真实道路节点确定为该子目标区域的映射点，包括：

对子目标区域求质心坐标，将距离所述质心坐标最近的真实道路节点确定为该子目标区域的映射点。

在一个实施例中，所述对所述车辆移动路径进行初始规划，得到初始车辆路径；对所述初始车辆路径进行交叉路径消除，得到车辆路径，包括：

采用贪婪算法对所述车辆移动路径进行初始规划，得到初始车辆路径；

利用消解交叉法对所述初始车辆路径的交叉路径进行检测并消除，得到车辆路径。