[发明专利]一种基于粒子群算法的多无人机协同恶臭溯源方法

摘要

本发明公开一种基于粒子群算法的多无人机协同恶臭溯源方法，包括采用人工嗅觉法设定疑似恶臭污染源区域，根据无人机数量将疑似恶臭污染源区域划分为多个子区域，并使用风向测量仪测量风向，以便无人机迎风搜索，提高搜索效率减少粒子群数量，降低成本。同时各无人机通过无线传输模块向PC端地面中心传输信息从而进行信息交换。PC端地面中心基于粒子群算法不断更新各无人机的位置，并将新的位置信息发送至各无人机，各无人机通过不断更新位置信息，逐渐逼近污染源，当各无人机在某个位置不停的徘徊，形成半径为1m左右的圆，且各无人机气体传感器浓度高于某个阈值，则判断为找到恶臭污染源。

主权项

1.一种基于粒子群算法的多无人机协同恶臭溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用人工嗅觉法设定疑似恶臭污染源区域；步骤2：使用风向测量仪测量疑似恶臭污染源区域的风向，使各个无人机迎风搜索；步骤3：根据无人机数量N，将疑似污染源区域化分为多个子区域。每个子区域内放置一台无人机构成一个粒子进行搜索；整个区域的所有无人机构成粒子群通过信息交换进行恶臭污染源定位；步骤4：无人机初始位置开始起飞，在三维搜索空间中，N台无人机组成的粒子群X＝(X1，X2，X3，...XN)T，每台无人机的初始位置为Xi0＝(X0ix,X0iy,X0iz)T；步骤5：各个无人机在子区域内以Z字形迎风向前搜索，每5s钟读取一次无人机各数据，并且通过无线传输模块将所读取的数据传回PC端地面中心；步骤6：PC端地面中心接收各无人机传回来的数据，计算每个无人机监测气体浓度历史Cimax最佳位置Pi、无人机种群监测气体浓度历史max(C1max,C2max,C3max.....CNmax)最佳位置Pg；步骤7：PC端地面中心通过计算种群无人机浓度最大值是否超过阈值，判断无人机是否找到烟羽，若找到则进入粒子群智能搜索策略，否则继续向无人机发送Z字形搜索指令；步骤8：PC端基于粒子群算法，计算更新各无人机下一时刻的位置Xi1，并将新的位置信息通过无线传输模块发送至各无人机；步骤9：基于粒子群算法不断更新位置Xik+1，无人机接收指令并飞往更新后的位置Xik+1，逐渐逼近恶臭污染源；步骤10：判断是否成功定位恶臭污染源，若成功定位则将恶臭污染源位置传回PC端地面中心，PC端地面中心向无人机发送返航指令；否则继续步骤8基于粒子群智能搜索策略进行搜索。