四川航天系统工程研究所赵建霞获国家专利权
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龙图腾网获悉四川航天系统工程研究所申请的专利一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法、系统、存储介质及终端获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115730425B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211279916.6,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法、系统、存储介质及终端是由赵建霞;韩志强;陈亮;邢柏阳;胡爱虔;杨林森;赵新路;熊西军设计研发完成,并于2022-10-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法、系统、存储介质及终端在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法、系统、存储介质及终端,包括:以栅格构建无人机集群覆盖区域的结构化离散网格模型;基于非均匀可调节策略调整结构化离散网格模型;在满足多种约束前提下,根据调整后的结构化离散网格模型构建协同区域覆盖模型;根据所述协同区域覆盖模型构建生成树,并对生成树进行优化,得到最优生成树;基于所述最优生成树构建覆盖航路。本发明能够避免复杂区域内障碍物与不规则区域边界造成的覆盖遗漏,在满足多种约束前提下基于改进生成树算法得到区域分配均衡的最优覆盖规划,提升了覆盖完成度和覆盖均衡性,同时,降低计算复杂度。
本发明授权一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法、系统、存储介质及终端在权利要求书中公布了:1.一种基于改进生成树的无人机集群复杂区域均衡覆盖方法,其特征在于,所述方法包括: 以栅格构建无人机集群覆盖区域的结构化离散网格模型; 基于非均匀可调节策略调整结构化离散网格模型; 在满足多种约束前提下,根据调整后的结构化离散网格模型构建协同区域覆盖模型;所述根据调整后的结构化离散网格模型构建协同区域覆盖模型,包括: 假设无人集群中所有无人机的运动参数均相同,且横向探测距离大于转弯半径,区域覆盖模型构建如下: ,其中,为各优化项的加权和,、、分别为各优化项的权重系数,表示无人机i完成对分配到的子区域覆盖任务所需的航程,表示无人机j完成对分配到的子区域覆盖任务所需的航程,为无人集群内无人机数量,表示无人机i需要转弯的次数,为每个无人机所需覆盖的区域; 根据所述协同区域覆盖模型构建生成树,并对生成树进行优化,得到最优生成树;所述根据所述协同区域覆盖模型构建生成树,包括: 初始时刻在区域内部的单元栅格内随机生成组根节点,每组包含个根节点,可与无人机覆盖搜索的初始位置一一对应,且任意两个根节点均不发生位置冲突; 基于无人机执行覆盖搜索任务的初始位置,即生成树根初始位置,采用深度优先搜索方法构建生成树; 将各无人机初始位置放入当前解集中,通过计算不同无人机从当前所在的节点j移动到节点k的概率,转移概率计算如下: ,其中,为与节点j连通的节点集合,为当前生成树总节点数与平均节点数的差值,即;为无人机i转移到节点k后覆盖航路的转弯次数,为转移前无人机ii覆盖航路的转弯次数值,且必有;为覆盖均衡评估函数,表示无人机i从节点j转移到节点k后对整体覆盖均衡性的影响,,和为调节系数,;为航路效率评估函数: ; 基于所述最优生成树构建覆盖航路。
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