[發明專利]一種多移動單元協同巡查的軌跡生成方法有效

申請號：	202010144390.5	申請日：	2020-03-04
公開（公告）號：	CN111352421B	公開（公告）日：	2022-08-12
發明（設計）人：	黃攀峰;王通;董剛奇;張夷齋;張帆	申請（專利權）人：	西北工業大學
主分類號：	G05D1/02	分類號：	G05D1/02;G07C1/20
代理公司：	西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290	代理人：	王鮮凱
地址：	710072 ***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種移動單元協同巡查軌跡生成方法
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【說明書】：

本發明涉及一種多移動單元協同巡查的軌跡生成方法，包括如下步驟：巡查不確定度計算、移動單元位置識別、動態巡查成本計算、位置聲明、收益值計算、目標聲明、下一時刻無人車位置計算。有益效果在于，由于考慮移動單元的傳感器巡查范圍，可更真實地反映實際巡查情況，有效避免軌跡規劃中的軌跡重疊情況，同時考慮了多移動單元間的相互協作，降低多個移動單元同時向相鄰區域移動的可能性，以防止部分區域長期未被監測。本發明特別適用于真實地面環境的多移動單元聯合巡查任務。

技術領域

本發明屬于多移動單元巡查領域，涉及一種多移動單元協同巡查的軌跡生成方法。

背景技術

隨著自動化水平的不斷提高，以無人車、地面機器人、旋翼無人機、無人船為主的無人移動單元，越來越多地應用在自主巡查任務中，例如戰場搜索、基礎設施檢測、災害預警等。在大面積區域的移動巡查任務中，巡查的地圖被抽象為無向圖模型，該模型由巡查點和邊組成，無人移動單元需沿著邊移動以感知巡查點位置的事件狀態。其中，各巡查點的事件發生概率未知，因此，要求移動單元的移動軌跡應在滿足重點區域的監控等級要求下，盡可能以均勻訪問頻率對各巡查點進行監控，已到達最佳的巡查效果。

現有的移動單元巡查問題，均被抽象為機器人巡邏問題。在機器人巡邏問題中，機器人的軌跡規劃是“點到點”的規劃，沒有考慮到機器人的傳感器的巡查范圍，因此所得軌跡往往存在不合理的重疊，也不能反映出巡查效果的動態變化情況。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種多移動單元協同巡查的軌跡生成方法，考慮移動單元的傳感器巡查范圍和多移動單元間的相互協作，可更真實地反映實際巡查情況，并可實現多移動單元在真實環境中的巡查任務。

技術方案

一種多移動單元協同巡查的軌跡生成方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、巡查不確定度計算：

步驟1.1、構造移動單元監測準確度模型：通過探測點到移動單元中心相對距離d的分段概率函數來構造移動單元監測準確度模型：

其中，d表示探測點到移動單元中心相對距離，d_c表示移動單元的完全覆蓋范圍的直徑，d_l表示移動單元的可覆蓋的直徑極限；

步驟1.2、巡查不確定度計算：

其中，δ_i即為i點巡查不確定度，σ_i表示i點巡查權重，t_k表示當前時間，t_lvi表示無向圖中第i個點上次被完全識別時的時間，R_i為覆蓋第i個監測點的移動單元個數，t_lim為最大允許間隔時間，f_cr為第r個移動單元對第i個監測點的傳感器巡查準確度，通過公式1求得；

步驟2、移動單元位置識別：取第r個移動單元在當前時刻t_k的位置坐標(x_rt,y_rt,z_rt)，判斷是否抵達其中一個巡查點i，記坐標(x_i,y_i,z_i)，若達到巡查點，即滿足