[发明专利]综合成本与收益的路径规划方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种综合成本与收益的路径规划方法，其特征在于，包括：

S1：根据任务在路径中点与边上的成本，构建任务成本函数；将所述任务成本函数表示为：任务成本＝路径中所有点上的停留成本+路径中所有边上的行进成本；

S2：将任务路径划分为若干剖腔，设定任务收益时间，根据所述任务收益时间，构建任务收益函数：任务收益＝任务最大价值+所有剖腔中边的收益变化+所有剖腔中点的收益变化；

所述剖腔中边的收益变化，与所述边的行进时间、所述边所在剖腔对应的斜率有关；所述剖腔中点的收益变化，与所述点的停留时间、所述点所在剖腔对应的斜率有关；所述斜率表示单位时间内所述剖腔对应的收益变化；

S3：根据所述任务成本函数与所述任务收益函数，构建任务净收益函数，所述任务净收益函数为：任务净收益＝任务最大价值-任务在每一条边上的行进代价之和；

所述任务在每一条边上的行进代价之和越小，所述任务净收益越大，所得到的路径越优；

S4：将路径中每一条边的行进代价，作为对应路段的权重，建立数学模型，计算任务的最优路径。

2.根据权利要求1所述的综合成本与收益的路径规划方法，其特征在于，设定任务收益时间，根据所述任务收益时间，构建任务收益函数，包括：

S21：设定任务的最大收益终止时间、任务收益平衡时间与任务0收益时间；

所述任务完成的时间小于或等于任务最大收益终止时间时，任务完成获得的收益最大；

所述任务完成时间晚于任务收益平衡时间，且早于任务0收益时间时，任务完成获得的收益随完成时间的增长急速下降；

所述任务的完成时间晚于任务0收益时间时，任务失败；

S22：将所述任务收益时间作为任务收益的分段区间，构建任务收益函数；所述任务收益函数为随时间增大而不断减小的分段连续函数；

S23：构建逼近所述任务收益函数曲线的线性样条函数；所述线性样条函数为基于剖腔的连续折线函数，其起点与所述任务收益函数曲线一致，其终点逼近所述任务收益函数曲线；

S24：根据所述线性样条函数在每个剖腔中的斜率，将任务收益函数表示为：任务收益＝任务最大价值+所有剖腔中的收益变化；

所述所有剖腔中的收益变化＝每个剖腔中运行时间与斜率的乘积之和；

所述斜率表示对应剖腔中单位时间内任务收益的变化；

S25：将所述每个剖腔中的运行时间，拆分为每个剖腔中点的停留时间，与每个剖腔中边的行进时间，将所有剖腔中的收益变化表示为：所有剖腔中的收益变化＝每个剖腔中边的行进时间与斜率的乘积之和+每个剖腔点的停留时间与斜率的乘积之和。

3.根据权利要求1所述的综合成本与收益的路径规划方法，其特征在于，构建任务净收益函数，包括：

S31：根据所述任务成本函数与所述任务收益函数，将所述任务净收益函数表示为：任务净收益＝任务收益-任务成本；

S32：根据所述任务成本函数与所述任务收益函数与路径中边与点的关系，将所述任务净收益函数转化为：任务净收益＝任务最大价值-任务在边上的行进代价-任务在点上的停留代价；

S33：将任务在路径中必须停留的点上的停留代价，转化到与所述必须停留的点关联的每条边的行进代价中。