[發(fā)明專(zhuān)利]一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111524975.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114020041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐嘉寧;安城安;周思達(dá);楊昕;李羅宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 云南民族大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05D1/10
• 分類(lèi)號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 成都魚(yú)爪智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51308
• 代理人: 楊洪婷

本發(fā)明提出了一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法及系統(tǒng)，涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法，通過(guò)創(chuàng)建初始探索地圖；然后在初始探索地圖上創(chuàng)建多個(gè)仿真無(wú)人機(jī)；然后分別給各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程；最后控制各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)按照對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程飛行，獲取并將各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)的當(dāng)前探索數(shù)據(jù)分別輸入到預(yù)置的mappo算法模型中，生成二維探索地圖，實(shí)現(xiàn)了多機(jī)協(xié)同探索，從而可以節(jié)約探索時(shí)間，提高了探索效率，在探索過(guò)程中，某一個(gè)仿真無(wú)人機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，其他的仿真無(wú)人機(jī)還可以繼續(xù)進(jìn)行探索，從而提高了魯棒性，mappo算法模型輸出連續(xù)的動(dòng)作，具備應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景的可能，并且訓(xùn)練更加穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無(wú)人機(jī)在資源勘查，安全防控，搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域應(yīng)用水平的不斷提高，代替人類(lèi)完成惡劣，危險(xiǎn)和枯燥的工作，極大地拓展了人類(lèi)探索自然和社會(huì)的維度、層次和領(lǐng)域，產(chǎn)生十分可觀(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在自然資源勘察、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、邊境安全巡查與監(jiān)控等方面，需要完成的任務(wù)往往將空間探索作為目的，并沒(méi)有明確的起點(diǎn)到終點(diǎn)路徑規(guī)劃，現(xiàn)有的方案采用的是單架無(wú)人機(jī)進(jìn)行探索，但是單架無(wú)人機(jī)探索效率低，魯棒性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法及系統(tǒng)，用以改善現(xiàn)有技術(shù)中單架無(wú)人機(jī)探索效率低，魯棒性差的問(wèn)題。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種多無(wú)人機(jī)多線(xiàn)程二維探索仿真方法，包括以下步驟：

創(chuàng)建初始探索地圖；

在初始探索地圖上創(chuàng)建多個(gè)仿真無(wú)人機(jī)；

分別給各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程；

控制各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)按照對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程飛行，獲取并將各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)的當(dāng)前探索數(shù)據(jù)分別輸入到預(yù)置的mappo算法模型中，生成二維探索地圖。

上述實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)創(chuàng)建初始探索地圖；然后在初始探索地圖上創(chuàng)建多個(gè)仿真無(wú)人機(jī)；然后分別給各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程；最后控制各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)按照對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程飛行，獲取并將各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)的當(dāng)前探索數(shù)據(jù)分別輸入到預(yù)置的mappo算法模型中，生成二維探索地圖，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)仿真無(wú)人機(jī)在同一幅初始探索地圖中進(jìn)行多線(xiàn)程探索，通過(guò)共享探索的公共區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了多機(jī)協(xié)同探索，從而可以節(jié)約探索時(shí)間，提高了探索效率，同時(shí)，由于有多個(gè)仿真無(wú)人機(jī)，在探索過(guò)程中，某一個(gè)仿真無(wú)人機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，其他的仿真無(wú)人機(jī)還可以繼續(xù)進(jìn)行探索，從而提高了探索方案的魯棒性。mappo算法模型作為一個(gè)多智能體深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，輸出連續(xù)的動(dòng)作，具備應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景的可能，并且訓(xùn)練更加穩(wěn)定，而且不會(huì)因?yàn)閏ritic網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)造成動(dòng)作不停取邊界值。

基于第一方面，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述創(chuàng)建初始探索地圖的步驟包括以下步驟：

創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)矩陣；

將隨機(jī)數(shù)矩陣中的元素按預(yù)設(shè)的規(guī)則賦值，得到多個(gè)隨機(jī)點(diǎn)；

將多個(gè)隨機(jī)點(diǎn)輸入到預(yù)置的濾波器中，生成粗地圖；

在粗地圖上創(chuàng)建探索層，生成初始探索地圖。

基于第一方面，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述分別給各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程的步驟包括以下步驟：

針對(duì)各個(gè)無(wú)人機(jī)分別采用python的threading模塊指定航行函數(shù)為線(xiàn)程承載函數(shù)；

執(zhí)行線(xiàn)程承載函數(shù)，得到各個(gè)無(wú)人機(jī)的線(xiàn)程。

基于第一方面，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述控制各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)按照對(duì)應(yīng)的線(xiàn)程飛行，獲取并將各個(gè)仿真無(wú)人機(jī)的當(dāng)前探索數(shù)據(jù)分別輸入到預(yù)置的mappo算法模型中，生成二維探索地圖的步驟包括以下步驟：