[發明專利]無人機航空作業任務分配方法及裝置

有效

• 申請號: 201710245794.1
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106873629B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 羅賀;牛艷秋;胡笑旋;朱默寧;王國強;馬華偉;靳鵬;夏維;梁崢崢;方向
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

1.一種無人機航空作業任務分配方法，其特征在于，當多架多旋翼無人機在同一時間對多塊候選農田執行作業任務時，所述方法包括：

獲取執行本次任務的一個時間窗、多旋翼無人機的信息、待噴灑農藥信息、以及所述多塊候選農田的信息；

對所述時間窗、無人機的信息、待噴灑農藥信息以及所述農田信息進行編碼，隨機生成多條染色體；在所述隨機生成的多條染色體中，篩選出滿足預設的MUAV-TW-VP-OTOP模型所定義的預設約束條件的染色體，構建所述MUAV-TW-VP-OTOP模型的初始解集；其中，所述MUAV-TW-VP-OTOP模型為使得按預設的飛行方式飛行的所述多架多旋翼無人機在此次作業任務中獲得最大總收益的目標函數；所述預設約束包括每架多旋翼無人機所飛行時長約束以及每塊農田時間窗約束；

基于預設的遺傳算法對所述初始解集進行不斷交叉和變異，直至滿足迭代次數的約束后結束交叉和變異，并在經過變異后的解集中選擇使得所述模型獲得最大總收益的最優解，并將所述最優解作為本次作業的任務分配和航跡規劃結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標函數為：

其中，

所述預設約束條件為：

其中，N_u表示無人機U_u的個數；N_A表示農田A_i的總個數；SP_i表示完成農田A_i的噴灑任務所獲得的收益；SQ_i表示農田A_i的面積；P_i(t)為連續變化函數，其變化函數取決于農田噴灑農藥的類型；M的值為預設值；s_iu表示無人機U_u對農田A_i開始噴灑農藥的時間，s_ju表示無人機U_u對農田A_j開始噴灑農藥的時間；O_iu表示無人機U_u對農田A_i可以噴灑農藥的開始時間；C_iu表示無人機U_u對農田A_i可以噴灑農藥的結束時間；t_iu表示無人機U_u對農田A_i按照預設的飛行方式執行任務的時間；t_iju表示無人機U_u對農田A_i,A_j之間按照預設的飛行方式飛行的時間；E_u表示無人機U_u的最大飛行時長限制；x_iu表示無人機U_u對農田A_i完成藥物噴灑任務的情況，若x_iu＝1，則表示完成藥物噴灑任務，否則無人機U_u沒有對農田A_i執行任務；y_iju表示無人機U_u是否經過農田A_i,A_j，若y_iju＝1表示無人機U_u經過農田A_i,A_j，否則該無人機沒有經過農田A_i,A_j。

3.根據權利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，所述農田為矩形的農田，所述預設的飛行方式為基于歐氏距離路徑在農田間以及農田內進行飛行的方式；

其中，在農田內部采用平行于矩形農田的第一邊的方式飛行，且以垂直于農田第一邊的方向從第一邊上的第一進入點進入農田，所述第一進入點與農田頂點的距離為無人機噴灑半徑；

其中，所述第一邊為矩形農田的長邊或短邊。