[發明專利]車輛與無人機協同的交通巡邏方法及裝置

有效

• 申請號: 201910892196.2
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110852471B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 羅賀;王國強;王家捷;張鵬;孟繁和;胡笑旋;夏維;靳鵬;馬華偉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;安徽科力信息產業有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

1.一種車輛與無人機協同的交通巡邏方法，其特征在于，包括：

獲取異構任務集合；其中，所述異構任務集合中包括待巡邏的道路交點對應的點任務和待巡邏的道路線段對應的線任務；

構建無人機與車輛協同執行所述異構任務集合的路徑規劃模型；其中，所述路徑規劃模型以將無人機與車輛從巡邏控制中心出發、執行完所述異構任務集合中所有巡邏任務并返回到所述巡邏控制中心所耗費的總時間最小化為目標，所述路徑規劃模型的預設約束條件為根據無人機與車輛協同執行所述異構任務集合的預設場景而設置，所述預設場景包括：搭載有可多次起降的無人機的車輛從所述巡邏控制中心出發，沿著道路行駛，并在道路交口釋放所述無人機，所述無人機和所述車輛執行所述點任務或者所述線任務，在所述無人機的電量不足以至于無法繼續執行下一個巡邏任務時返回到道路交口與所述車輛匯合并更換電池，并繼續執行下一個巡邏任務，直至所述無人機和所述車輛將所述異構任務集合中所有巡邏任務執行完成，所述車輛搭載所述無人機返回到所述巡邏控制中心；

采用預設算法求解所述路徑規劃模型，得到無人機與車輛協同執行所述異構任務集合的最優路徑；其中，所述預設算法包括混合整數規劃算法和遺傳算法；

所述預設約束條件還包括第二約束條件，所述第二約束條件包括：所述無人機在每一個架次中的釋放次數為1、所述無人機在每一個架次中的返回次數為1、所述無人機到達任一道路交點的總次數與從該道路交點離開的總次數相同、所述無人機在每一次架次中返回所述車輛之前需要被釋放、所述無人機在任一架次中被釋放之前需要在上一架次中返回到所述車輛以及所述無人機的架次隨著車輛的行駛而遞增中的至少一項；其中：

采用第六公式表示第二約束條件“所述無人機在每一個架次中的釋放次數為1”，所述第六公式包括：

式中，表示所述無人機的第f個架次中是否從第i個道路交點起飛并從第j個道路交點降落；為0或1，若為1則表示所述無人機在第f個架次中從第i個道路交點飛行至第k個道路交點，若為0則表示所述無人機在第f個架次中未從第i個道路交點飛行至第k個道路交點；和/或

采用第七公式表示第二約束條件“所述無人機在每一個架次中的返回次數為1”，所述第七公式為：

和/或

采用第八公式表示第二約束條件“所述無人機到達任一道路交點的總次數與從該道路交點離開的總次數相同”，所述第八公式為：

和/或

采用第九公式表示第二約束條件“所述無人機在每一次架次中返回所述車輛之前需要被釋放”，所述第九公式為：

和/或

采用第十公式表示第二約束條件“所述無人機在任一架次中被釋放之前需要在上一架次中返回到所述車輛”，所述第十公式為：

式中，為所述無人機在第f架次中的起飛交點的車輛訪問順序編號；為所述無人機在第f架次中的降落交點的車輛訪問順序編號；為所述無人機在第f’架次中的起飛交點的車輛訪問順序編號；為所述無人機在第f’架次中的降落交點的車輛訪問順序編號；和/或

采用第十一公式表示第二約束條件“所述無人機的架次隨著車輛的行駛而遞增”，所述第十一公式為：