一种基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法

文档序号:25609559发布日期:2021-06-25 14:39阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1:建立三维空间模型,并获取非均匀分布的节点获得对应坐标信息;步骤2:对非均匀无线传感器网络节点进行离群因子分析,对非离群的节点进行粗分簇。根据离群点的特征,获得稳定簇群并标记簇头信息;步骤3:利用步骤1和步骤2所准备的簇群信息和节点信息,确定紧急充电节点,规划无人机当前位置到紧急充电节点间的路径;步骤4:利用步骤2和步骤3获得的节点信息和路径信息,采用模糊综合评判的方法在可视区域内确定自适应充电集合,局部动态规划充电路径。2.根据权利要求1所述的基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法,其特征在于,所述步骤1中,搭建三维环境采用等分法沿x,y,z轴将三维地图离散化为一个三维点集合,集合中任意一点对应着两个坐标,即位置序号和位置坐标;在三维点集合中获得节点的序号p
i
,坐标p(x,y,z),这也关系到步骤2非均匀无线传感器网络节点的分簇及节点电量e={e1,e2,

,e
i
}的消耗。3.根据权利要求1或2所述的基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法,其特征在于,所述步骤2按以下步骤实施:步骤2.1:在三维坐标系中,根据步骤1获得的节点信息,采用离群因子分析的方式,依据节点间的欧式距离比较离群因子与平均值和标准差之间的大小确定离群点;步骤2.2:对于非离群点进行聚类,随机选择节点作为初始聚类中心,迭代重定位形成k个簇,直到质心不发生变化,质心即为簇头;步骤2.3:计算离群点至最邻近节点的距离nd
i
及平均值若且最邻近节点为非离群点则该离群点加入该簇群;反之,该离群点为独立成簇,离群点即为簇头。4.根据权利要求1或2所述的基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法,其特征在于,所述步骤3中,设置报警阈值,利用步骤1和步骤2所准备的分簇信息和节点信息,确定紧急充电节点s0,规划无人机当前位置到充电锚点间的路径,步骤如下:步骤3.1:设置报警阈值m1,低于报警阈值的节点自动加入紧急充电集合s;步骤3.2:获得低电量节点的位置信息,无人机查询并更新紧急充电集合s排序,获取紧急充电节点s0的信息;步骤3.3:在三维点集合中,设置a*算法搜索参数,规划点到点的最优路径bestpath(p
start
,p
end
)。5.根据权利要求1或2所述的基于模糊综合评判的供电式无人机最优路径规划方法,其特征在于,所述步骤4中,在最优路径bestpath(p
start
,p
end
)的可视范围内模糊综合评判寻找次优充电节点,动态规划最优充电路径,步骤如下:步骤4.1:在bestpath(p
start
,p
end
)三维点集合路径可视区域内遍历节点;步骤4.2:根据步骤2和步骤3获得的节点信息,进行模糊综合评判,局部范围内划分优先级,根据模糊综合评判值b=[b1,b2,

,b
n
]确定自适应充电集合s


步骤4.3:对于自适应充电集合s

,局部规划充电路径,无人机按照新路径执行充电任务。
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