南京邮电大学王晓玲获国家专利权
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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利一种异构无人艇集群的区域搜索方法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:CN120848522B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17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:202511065786.X,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种异构无人艇集群的区域搜索方法是由王晓玲;徐英杰;李宣晨;李欣;周映江设计研发完成,并于2025-07-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种异构无人艇集群的区域搜索方法在说明书摘要公布了:本发明属于水面探测技术领域,公开了一种异构无人艇集群的区域搜索方法;首先,基于异构无人艇集群的性能差异,进行任务区域的划分,生成无人艇集群任务分配方案;然后,基于无人艇任务分配结果,设计区域覆盖方法,生成无人艇集群探测阵型,规划各无人艇区域搜索轨迹;最后,在给定无人艇个数和性能参数的限制条件下,跟踪规划路径,实现异构无人艇集群的区域搜索。本发明所述方法通过形成典型场景下的异构无人艇集群覆盖探测方案,能够有效提高异构无人艇集群对随机目标的探测概率,同时,有效提升异构无人艇集群的区域覆盖效率。
本发明授权一种异构无人艇集群的区域搜索方法在权利要求书中公布了:1.一种异构无人艇集群的区域搜索方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1、根据目标出现的任务区域,综合无人艇的数量及异构无人艇的性能参数,划分任务区域为多个子任务区域,并生成异构无人艇集群任务分配方案; 步骤2、根据异构无人艇集群任务分配结果,生成无人艇集群探测阵型,规划无人艇集群探测轨迹,给出异构无人艇集群区域搜索策略; 步骤3、在给定无人艇个数和性能参数的限制条件下,跟踪规划路径,实现异构无人艇集群的区域搜索; 其中,步骤1具体为: 步骤1-1、定义随机目标在横向长度为纵向长度的方型任务区域内运行,运行速度大小为,运行方向未知;现有艘无人艇在此方型任务区域内执行目标探测任务,每艘无人艇的转弯半径为,探测半径、通信半径和最大运行速度各有两种随机取值情况,分别为和、和以及和; 步骤1-2、考虑同构无人艇集群,即探测半径为、通信半径为、最大运行速度为、最小转弯半径为;以任务区域左下角为原点,建立直角坐标系,根据默认区域划分方案将任务区域划分为若干子区域; 步骤1-3、对同构无人艇集群区域划分方案的合理性进行判断,当判断结果为不合理时,对划分结果进行优化更新; 步骤1-4、基于同构无人艇集群区域划分结果,进行同构无人艇集群任务分配; 步骤1-5、基于步骤1-2至步骤1-4的结果,设计面向异构无人艇集群的任务区域划分方案和无人艇任务分配方案; 其中,步骤1-5中,定义通信半径为和的无人艇分别为型无人艇和型无人艇,对应的无人艇数量分别为,并假设,具体为: 步骤1-5-1、规划型无人艇的工作区域:以完整的任务区域为型无人艇的工作区域,以艘无人艇,探测半径任意,通信半径,运行速度任意,最小转弯半径为参数条件,依次执行步骤1-2到步骤1-4,得到以型无人艇为基准的子区域数量、标准子区域数量、标准子区域的横向长度、标准子区域的纵向长度、探测无人艇数量、通信中介无人艇数量以及各标准子区域内的无人艇数量; 若执行步骤1-4时,得到以型无人艇为基准设计出的方案合理,则表明型无人艇的工作区域为整个任务区域; 若执行步骤1-4时,得到以型无人艇为基准设计出的方案不合理,则更新型无人艇的标准子区域的横向长度和纵向长度,更新型无人艇的工作区域为任意块标准子区域; 步骤1-5-2、规划型无人艇的工作区域; 若型无人艇的工作区域为整个任务区域,则型无人艇的工作区域任意; 若型无人艇的工作区域不为整个任务区域,则型无人艇的默认工作区域为完整任务区域中除去型无人艇工作区域的剩余区域; 步骤1-5-3、更新型无人艇的工作区域; 若型无人艇的工作区域为整个任务区域,则表明区域划分方案合理,型无人艇的工作区域任意; 若型无人艇的工作区域不为整个任务区域,并且型无人艇的默认工作区域为单个方型区域时,以此方型区域为型无人艇的工作区域,以艘无人艇,探测半径任意,通信半径,运行速度任意,最小转弯半径为参数条件,依次执行步骤1-2到步骤1-4,得到以型无人艇为基准的子区域数量、标准子区域数量、标准子区域的横向长度、标准子区域的纵向长度、探测无人艇数量、通信中介无人艇数量以及各标准子区域内的无人艇数量;若执行步骤1-4时,得到以型无人艇为基准设计出的方案合理,则表明型无人艇能够完成剩余区域的覆盖探测,否则,若执行步骤1-4时,得到以型无人艇为基准设计出的方案不合理,则执行备用策略; 若型无人艇的工作区域不为整个任务区域,并且型无人艇的工作区域为多个方型区域的组合时,分别将这些方型区域作为工作区域,同时依次执行步骤1-2到步骤1-4,得到以型无人艇为基准的各方型区域内的子区域数量和、标准子区域数量和、标准子区域的横向长度、标准子区域的纵向长度、探测无人艇数量、通信中介无人艇数量以及标准子区域内的无人艇数量;若所有区域内的探测无人艇的数量均大于,则表明此区域划分方案合理,异构无人艇集群区域划分方案设计完毕;否则,若存在某个区域内的探测无人艇的数量小于等于,则执行备用策略,同时不再执行步骤1中的后序操作,直接转至步骤2; 步骤1-5-4、无人艇任务分配: 对于型无人艇,其任务分配方案保持不变; 对于型无人艇,若其工作区域任意,则基于无人艇数量和子区域数量,将型无人艇分配到针对型无人艇的工作区域中; 对于型无人艇,若型无人艇的工作区域不为整个任务区域,并且满足时,将个型探测无人艇分配至型无人艇对应子区域内; 对于型无人艇,若型无人艇的工作区域不为整个任务区域,并且满足时,维持型无人艇的任务分配结果。
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