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专利号: 2020100713339
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于历史增益估计的无人机巡航路径动态规划方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1)计算各区域的历史增益;

S2)结合距离因素,计算下一跳目的区域效益得分;

S3)设计无人机路径动态规划方法。

2.根据权利要求1所述的基于历史增益估计的无人机巡航路径动态规划方法,其特征在于:所述步骤S1中,计算各区域的历史增益包括以下步骤:步骤S11)无人机在与一区域交互完成以后,无人机根据所能收集到的历史数据对其下一跳区域中心节点进行决策。无人机根据访问区域所获得的历史数据,结合数据属性所分配的相对权重计算出各区域的历史增益。这里的历史数据及其类别(属性)划分针对不同的应用场景,可以进行不同的定义。例如:在以无人机进行物品配送的应用场景中,配送的货物的个数可以作为历史数据,可以根据货物需配送的紧急程度对货物进行分类。对每一类赋予相应的权重。这样就可以统计出所有货物及其相应权重的加权和,并以这个加权和作为此区域一段时间的历史增益。又如:在延迟容忍网络中以无人机作为摆渡节点完成不同区域间消息的携带转发的场景中,消息包的个数可以作为历史数据,可以根据消息包重要度、紧急程度以及消息包的大小等对消息包进行等级划分,对每一等级的消息包赋予不同权重。统计出所有等级的消息包的加权和,作为此区域一段时间的历史增益。历史增益可以有以下公式计算:其中第j次巡航r区域的到达时刻tj时刻接收到的第i类数据的数据量为ni,每类数据的权重为ωi;

步骤S12)根据各区域的历史增益算得前m次巡航得平均增益,平均增益可表示为:。

3.根据权利要求1所述的基于历史增益估计的无人机巡航路径动态规划方法,其特征在于:所述步骤S2中,结合距离因素,计算下一跳目的区域效益得分包括以下步骤:步骤S21)无人机在得到历史增益之后,结合本时刻无人机到各区域的距离,计算下一跳巡航各区域效益得分;无人机在tk时刻根据区域效益进行下一跳目的区域选择,在tk时刻无法获取到其他区域的需求,因此采用上述步骤1所得的前m次巡航得平均增益估算tk时刻r区域的增益,可表示为:其中tk-1为前次访问r区域的时间,d(f,r)为无人机距离r区域的直线距离;v为平均巡航速度;

步骤S22)另外还需要考虑无人机上tk时刻存储的各区域数据所计算的针对r区域的巡航增益,可表示为:步骤S23)巡航各r区域的效益ε(r)可由下式计算得出:

4.根据权利要求1所述的基于历史增益估计的无人机巡航路径动态规划方法,其特征在于:所述步骤S3中,设计无人机路径动态规划方法包括以下步骤:步骤31)无人机巡航开始阶段,由于缺少历史信息,无法获知每个区域中心节点上传需求,所以在开始阶段,首先用各区域间的直线距离 作为权重,计算出一条最短的路径,将最短路径作为摆渡开始阶段的巡航路径,无人机在巡航期间除了完成必要的各区域的历史数据获取之外,需要去对每个区域的各历史数据的平均增益进行计算,并更新记录。

步骤32)在线决策开始时,摆渡节点用开始阶段收集到的信息作为初始值,根据步骤SS2)计算所得ε(r),选择ε(r)最大的区域作为无人机的下一跳目的区域,重复该过程,直到巡航结束。