[發明專利]考慮目標走向與能源補給的無人設備路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201910513985.0
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110146103B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 李龍江;范鵬輝;梁昊陽
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.考慮目標走向與能源補給的無人設備路徑規劃方法，其特征在于，包括：

S1、根據目標走向序列窗口建立能源補給節點集合，根據能源補給節點集合構建第一拓撲圖；所述步驟S1包括以下分步驟：

S11、根據目標走向序列窗口建立能源補給節點集合；

S12、若步驟S11集合中的兩個能源補給節點之間的距離小于無人設備滿能源移動距離，則將該兩個能源補給節點之間的連線作為一條有向邊加入拓撲圖，該條有向邊的權重為兩個能源補給節點之間的距離，遍歷所有的能源補給節點的兩兩組合，得到最終的第一拓撲圖；

S2、將目標走向序列窗口中的源節點與所有目標節點擴充到第一拓撲圖中，得到第二拓撲圖；步驟S2包括：

S21、將源節點加入到第一拓撲圖，具體為：若源節點到某個能源節點的距離小于無人設備在源節點的剩余能源所能行進的最大距離，則將源節點到該能源補給節點之間的連線作為一條有向邊加入當前的拓撲圖，該條有向邊的權重為源節點到該能源補給節點之間的距離；

S22、將走向窗口內的目標節點加入到第一拓撲圖，具體為：若某個能源節點到目標節點的距離小于無人設備滿能源移動距離與目標節點到最近能源補給節點的距離之差，則將該能源補給節點到目標節點之間的連線作為一條有向邊加入到當前的拓撲圖，該條有向邊的權重為該能源補給節點到目標節點之間的距離；

S23、根據步驟S21與步驟S22，得到第二拓撲圖；

S3、對第二拓撲圖進行權值更新；

S4、根據步驟S3權值更新后的拓撲圖，采用走向逆推算法計算源節點到當前目標節點的最佳路徑；

S5、前進到當前目標節點，若當前目標節點為全局最終目標節點，則結束；否則以當前目標節點作為新的源節點，計算源節點到下一個目標節點的最佳路徑。

2.根據權利要求1所述的考慮目標走向與能源補給的無人設備路徑規劃方法，其特征在于，考慮金錢花費對步驟S3所述權值進行更新：

根據兩個能源補充節點之間的路程費用單價更新該兩個能源節點之間的金錢花費權值，根據源節點與相鄰能源補充節點之間的路程費用單價更新源節點與該相鄰的能源補充節點之間的金錢花費權值，根據目標節點與相鄰能源補充節點之間的路程費用單價更新目標節點與該相鄰的能源補充節點之間的金錢花費權值，根據無人設備對應的設備能源最大容量、能源補充節點對應的能源單價以及在該能源補充節點需要補充的能量，更新該能源補充節點的金錢花費權值。

3.根據權利要求1所述的考慮目標走向與能源補給的無人設備路徑規劃方法，其特征在于，考慮時間花費對步驟S3所述權值進行更新：根據兩個能源補充節點之間的路程通過時間更新該兩個能源節點之間的時間權值，根據源節點與相鄰能源補充節點之間的路程通過時間更新源節點與該相鄰的能源補充節點之間的時間權值，根據目標節點與相鄰能源補充節點之間的路程通過時間更新目標節點與該相鄰的能源補充節點之間的時間權值，根據無人設備對應的能源最大容量、能源補充節點的補充能源速度以及在該能源補充節點需要補充的能量，更新該能源補充節點的時間權值。

4.根據權利要求2或3所述的考慮目標走向與能源補給的無人設備路徑規劃方法，其特征在于，綜合考慮金錢花費與時間花費對步驟S3所述權值進行更新：

定義R_M為金錢花費權值系數，定義R_T為時間花費權值系數，并且R_M+R_T＝1；

根據兩個能源補充節點之間的金錢花費權值、時間花費權值、R_M、R_T更新該兩個能源節點之間的權值，根據源節點與相鄰能源補充節點之間的金錢花費權值、時間花費權值、R_M、R_T更新源節點與該相鄰的能源補充節點之間的權值，根據目標節點與相鄰能源補充節點之間的金錢花費權值、時間花費權值、R_M、R_T更新目標節點與該相鄰的能源補充節點之間的權值，根據能源補充節點的金錢花費權值、時間花費權值、R_M、R_T更新該能源補充節點的權值。