[發明專利]一種無人機基站選址與巡邏路徑優化方法及裝置

有效

• 申請號: 201710497121.5
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107239078B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 劉忠;劉瑤;石建邁;陳超;羅志浩;張家銘;王玥;周天任
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;H04B7/185;H04W16/18
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 任漱晨

本發明實施例提供一種無人機基站選址與巡邏路徑優化方法及裝置，所述方法包括：根據無人機偵察的目標點和基站的歐式距離對目標點進行分配，而后按照臨近點搜索規劃無人機飛行路徑，以無人機續航時間約束限定無人機巡邏路徑，并限定每個基站配置無人機數量的上下限，得到無人機基站選址與巡邏飛行路徑的初始方案；對所述初始方案進行鄰域搜索，獲得無人機基站選址與巡邏路徑鄰域搜索調整后的新方案；計算所述無人機基站選址與巡邏路徑的新方案的總費用；若判定所述新方案總費用比原方案總費用減少，則保存新方案，并在新方案的基礎上進行下一步迭代，否則舍棄。上述技術方案具有如下有益效果：可以使無人機基站選址與巡邏路徑成本最小化，大大降低無人機巡邏成本，且該方案耗時很低。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種無人機基站選址與巡邏路徑優化方法及裝置。

背景技術

近年來邊境地區偷渡、走私、恐怖活動等犯罪行為日漸嚴重，犯罪形式呈現出多樣化、智能化、隱蔽化的趨勢，這都對邊防部隊的監測能力和反應速度提出了較高的要求。而且我國陸地邊境線大部分為高山大漠區域，地理位置復雜、環境惡劣，靠站崗和人工巡邏這種傳統的邊防監測方式效率低、危險性高、反應速度慢，無法滿足當前邊境形勢的需求。安裝攝像頭這種監控方式也因其成本高、后期難以維護，無法進行廣泛應用。因此，隨著無人機和空中監視技術的發展，在邊防地區部署無人機進行監控和巡邏成為必然趨勢，美國、意大利等國已經率先使用無人機協助邊境巡邏。

由于美國部分邊境線穿過無人居住和難以通行的區域，地面攝像機、傳感器等設備難以維護，非法越境和販毒活動頻發，美國國土安全局于2003年開始研究將無人機應用于邊境巡邏。同年，選定長航時的高空無人機“捕食者B”進行偵查巡邏。在一些難以建設基礎設施或不便到達的偏僻地區，“捕食者B”能夠幫助邊境局準確分辨邊境入侵情況，大大提高監控的反應速度和邊境的巡邏效率。但是“捕食者B”作為大型無人機，更多的用于高空監控，一方面其飛行路線需經過飛行管制和調度，另一方面，在樹林等有樹葉或其他物體遮蓋的區域，高空監控難以發現小規模的犯罪行為，巡邏精度較低。在小型無人機方面，美國警方分別在亞利桑那州和洛杉磯使用“skywalkers X8”和“dranganflyer X6”協助偵查，這兩種小型無人機的重量較輕、可拆卸裝入背包，其續航能力只有30分鐘左右，時間較短，主要作為邊境監控協助工具來幫助邊境人員擴大巡邏監控的視線范圍。

許多歐洲國家也已經開始應用無人機用于邊境巡邏。歐盟在2006年決定在地中海沿岸和拉芒什海峽附近的邊境線使用無人機進行巡邏，預防偷渡、走私、恐怖活動等。意大利國防部也已經從2008年開始使用無人機，先后6架購買了“收割者”MQ-9無人機，用來加強巡邏效率和為邊防部隊提供保障。據報道，俄羅斯聯邦安全局已經使用國產的“副翼”進行空中偵查。邊防部門表示，在巡視難以到達的交通困難路段，無人駕駛航空系統能夠協助邊防監控，查明偷獵活動，并引導邊防值勤人員去抓捕違法者。

此外，巴西、以色列、土耳其等國家也相繼在邊防監控上引入無人機輔助完成巡邏任務。

國內方面，新疆邊防部隊在2013年引進了相應的六旋翼無人機，在山地復雜區域協助邊防執勤，幫助官兵進一步消除觀察盲區，加強邊防監控和管理力度，確保邊防地區的安全穩定。之后，內蒙古省內的邊防線也進行了無人機的部署，用以幫助官兵更高效更安全的完成在大漠戈壁內的巡邏和監控。2016年11月，廣東省公安邊防總隊利用多架無人機對粵港的邊防線進行巡邏監控，為打擊偷渡走私等違法犯罪活動提供技術保障。

從國外無人機在邊防巡邏的應用來看，無人機能夠大大提高邊防部隊的邊境監控能力、反應速度和巡邏效率，很好的彌補了傳統手段的不足，得到了越來越多國家的重視與應用將成為邊境巡查的重要力量。從國內無人機邊防巡邏情況來看，還處于起步階段，在新疆、內蒙等地進行了一些試點部署應用，隨著無人機技術的發展與推廣應用，將成為我國邊境巡邏的重要組成力量。

確定無人機的部署基站和規劃無人機巡邏的飛行路線是應用無人機輔助邊防巡邏時面臨的一個關鍵技術問題。

發明內容