[發明專利]一種規劃無人機位置的方法及裝置

有效

• 申請號: 202010258490.0
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111506104B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王強;劉杰;李璇;張文琦
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

本發明實施例提供了一種規劃無人機位置的方法及裝置，其中，方法包括：獲取待服務區域內，無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標，基于所述無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標，通過訓練好的神經網絡模型，計算得到所述無人機各個移動方向的概率以及各個移動步長的概率，基于所述無人機的當前坐標位置、概率最高的移動方向以及概率最高的移動步長，確定所述無人機的下一時刻的位置坐標。無人機在下一時刻的位置坐標處與移動終端通信的平均傳輸速率最大，通信質量較高。因此，本發明實施例可以在不降低無人機與移動終端通信效率的情況下，提高無人機與移動終端的通信質量。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種規劃無人機位置的方法及裝置。

背景技術

無人機是無線通信的關鍵角色，當移動終端距離地面基站較遠，地面基站不能為移動終端提供通信時，無人機可以作為空中基站或中繼節點，為移動終端提供臨時通信。在移動場景中，移動終端的位置是實時變化的，移動終端與無人機進行通信的通信質量會受到無人機的位置影響，因此對無人機的位置進行規劃至關重要。

現有技術對無人機的位置進行規劃的具體過程如下：

首先，獲取無人機需要服務的區域、該區域內移動終端以及無人機在當前時刻的位置，將需要服務的區域劃分為多個單元格，當無人機選擇移動后，將無人機在移動后的位置處與移動終端的平均傳輸速率作為獎勵，按照獎勵遞增的方向確定下一個單元格，然后無人機移動至下一個單元格的中心位置。

上述方案在實施時會存在以下問題：當單元格劃分較少時，無人機所在的中心位置有可能距離移動終端較遠，從而導致移動終端與無人機進行通信的視距路損較高，通信質量較低。為了使得無人機更接近這些移動終端，可以將需要服務的區域劃分的更加細致，但是如此劃分使得無人機選擇下一個單元格的時間增加，移動終端等待無人機進行位置規劃的時間加長，從而導致無人機與移動終端的通信效率降低。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種規劃無人機位置的方法及裝置，實現在不降低無人機與移動終端通信效率的情況下，提高無人機與移動終端的通信質量。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供的一種規劃無人機位置的方法，包括：

獲取待服務區域內，無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標；

基于無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標，通過訓練好的神經網絡模型，計算得到無人機各個移動方向的概率以及各個移動步長的概率；

其中，神經網絡模型的訓練過程為：將移動終端以及無人機在多個歷史時刻的位置坐標依次輸入預設的神經網絡模型，在預設的神經網絡模型的輸出結果中選擇概率最高的移動步長以及概率最高的移動方向，將最大化無人機按照概率最高的移動步長以及概率最高的移動方向移動后所在位置處的平均傳輸速率作為訓練目標，訓練預設的神經網絡模型直至達到迭代次數；

基于無人機的當前坐標位置、概率最高的移動方向以及概率最高的移動步長，確定無人機的下一時刻的位置坐標。

可選的，基于無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標，通過訓練好的神經網絡模型，計算得到無人機各個移動方向的概率以及各個移動步長的概率的步驟包括：

將無人機的當前位置坐標以及移動終端的當前位置坐標輸入訓練好的神經網絡模型，得到訓練好的神經網絡模型的輸出結果，輸出結果包括：無人機的移動方向的均值、移動方向的方差、移動步長的均值以及移動步長的方差；

基于移動步長的方差以及移動步長的均值構建移動步長的高斯分布，以及基于移動方向的方差以及移動方向的均值構建移動方向的高斯分布；

服從預設的搜索概率，從移動步長的高斯分布中選擇概率值最高的移動步長，以及從移動方向的高斯分布中選擇概率值最高的移動方向。