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摘要:本发明针对建筑空间这类室内外结合、空间狭小、行动路线严重受限场景下的无人机群任务规划问题,提出了一种建筑空间无人机群任务规划方法,属于无人机任务规划领域。根据建筑空间层次化特点,在空间属性划分、层次化任务分配、航线规划、航线融合四方面进行了针对性设计,不同的任务规划及航线规划策略之间由空间的连续性可以无缝衔接,即保证了整个任务规划过程的分段处理优势,又遵循了无人机执行过程的航线连续性,较传统手段单一、思路扁平化的规划方法,该方法速度快、效率高,对建筑空间这类层次化特征明显的场景具有很强的适用性。
主权项:1.一种建筑空间无人机群任务规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:根据建筑空间的特定属性,将空间属性划分建筑外、建筑内和房间内三个层次;并将待规划任务分解为三个层次,分别为建筑外任务层、建筑内任务层和房间内任务层;步骤2:针对建筑外部的空间,利用NavMesh法进行栅格化处理,表征为NavMesh栅格;针对建筑内空间,首先利用NavMesh法进行栅格化处理,将走廊和大厅视作为可通行区域,将房间视作为任务点,出入口视作为连接两个任务点的边,并为每个点和边赋予相应的权,得到带权联通拓扑结构图;针对房间内,表征为具有入口及出口的封闭空间包围盒;步骤3:针对建筑外空间,以无人机群每个个体所在位置为起点,目标建筑的多入口位置为终点,对无人机进行任务分配,形成无人机群中每个个体与特定入口的分配关系;针对建筑内空间,以建筑外空间任务分配终点为建筑内空间任务分配起点,以步骤2中生成的房间任务点为建筑内空间任务分配目标,规划每个无人机所对应的房间任务点;针对房间内,直接定义为最小颗粒度的任务;其中,每个无人机对应多个房间任务点;步骤4:基于步骤2构建的建筑外空间NavMesh栅格以及步骤3生成的建筑外空间任务分配结果,采用带时间窗的A*算法生成建筑外空间无人机群协同飞行航线;基于步骤2构建的建筑内空间带权联通拓扑结构图以及步骤3生成的建筑内空间任务分配结果,采用随机搜索树方法生成建筑内空间无人机群协同飞行航线,并对航线进行时间戳规划,规避机间碰撞风险;针对每个房间内,以步骤2构建的房间内封闭空间包围盒入口为起点,以出口为终点,以遍历路径生成算法生成房间内单机飞行航线;步骤5:将步骤4中每架无人机的建筑外空间、建筑内空间和房间内规划的飞行航线进行融合,生成每个无人机面向整个建筑空间任务的独立航线,任务规划完毕。
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百度查询: 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种建筑空间无人机群任务规划方法
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