申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2021-09-29

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113932819B

主分类号：G01C21/24

分类号：G01C21/24;G05D1/43

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.02.01#实质审查的生效;2022.01.14#公开

摘要：本发明涉及一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法，包括：建立搜索区域的环境模型，并确定无人机的起始搜索点；选择方位优先级模式，响应于选择第一方位优先级模式，对搜索区域进行回填往复式搜索；响应于选择第二方位优先级模式，对搜索区域进行L型往复式搜索；其中，在搜索过程中，当无人机进入死区，判断当前的搜索覆盖率是否达到预设的最低搜索覆盖率，若是，则结束搜索；若否，则利用A星算法规划路径跳出死区，之后根据选择的方位优先级模式继续进行搜索。本发明的方法，通过改进往复搜索策略，加入回填机制，在保证低重复率的同时，大大减少了A星算法的使用次数和掉头次数，从而减少了资源消耗，进一步提高了搜索效率。

主权项：1.一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法，其特征在于，包括：建立搜索区域的环境模型，并确定无人机的起始搜索点；选择方位优先级模式，所述方位优先级模式包括第一方位优先级模式和第二方位优先级模式，所述第一方位优先级模式的方位优先级从高到低依次为：左、上、右、下；所述第二方位优先级模式包括第一子优先级模式和第二子优先级模式，其中，所述第一子优先级模式的方位优先级从高到低依次为：下、左、上、右；所述第二子优先级模式的方位优先级从高到低依次为：左、下、右、上；响应于选择第一方位优先级模式，对所述搜索区域进行回填往复式搜索；包括：步骤1：依次按照第一方位优先级模式的方位顺序，判断所述无人机是否能够执行向对应方位的飞行操作；步骤2：若能够执行飞行操作，则所述无人机以该方位作为飞行方向飞行一个单位距离；若四个方位均不能执行飞行操作，则确认所述无人机进入死区；步骤3：重复步骤1-步骤2；其中，在步骤2中，若能够执行向左的飞行操作，则所述无人机向左飞行一个单位距离后，执行回填操作，所述回填操作结束后执行步骤3；若能够执行向上的飞行操作，则所述无人机向上飞行一个单位距离后，执行步骤3；若能够执行向右的飞行操作，则所述无人机向右飞行一个单位距离后，执行回填操作，所述回填操作结束后执行步骤3；若能够执行向下的飞行操作，则所述无人机向下飞行一个单位距离后，执行步骤3；所述回填操作包括：步骤a：判断所述无人机是否能够执行向下的飞行操作，步骤b：响应于能够执行向下的飞行操作，则所述无人机向下飞行一个单位距离后，判断所述无人机是否能够执行向左的飞行操作，若能够执行向左的飞行操作，则所述无人机向左飞行一个单位距离后，循环判断所述无人机是否能够执行向左的飞行操作，响应于能够执行向左的飞行操作并执行相应飞行操作；若不能执行向左的飞行操作，则返回步骤a，直至下和左方位均不能执行飞行操作，所述回填操作结束；步骤c：响应于不能执行向下的飞行操作，则所述回填操作结束；响应于选择第二方位优先级模式，对所述搜索区域进行L型往复式搜索；包括：步骤1：依次按照第一子优先级模式的方位顺序，判断所述无人机是否能够执行向对应方位的飞行操作；步骤2：若能够执行飞行操作，则所述无人机以该方位作为飞行方向飞行一个单位距离，重复步骤1-步骤2；若四个方位均不能执行飞行操作，则确认所述无人机进入死区；其中，在步骤2中，当所述无人机以右方位作为飞行方向飞行一个单位距离后，判断所述无人机是否能够执行向上的飞行操作，若能够执行向上的飞行操作，则所述无人机向上飞行一个单位距离后，返回步骤1，否则，执行步骤3；步骤3：依次按照第二子优先级模式的方位顺序，判断所述无人机是否能够执行向对应方位的飞行操作；步骤4：若能够执行飞行操作，则所述无人机以该方位作为飞行方向飞行一个单位距离，重复步骤3-步骤4；若四个方位均不能执行飞行操作，则确认所述无人机进入死区；其中，在步骤4中，当所述无人机以上方位作为飞行方向飞行一个单位距离后，判断所述无人机是否能够执行向右的飞行操作，若能够执行向右的飞行操作，则所述无人机向上飞行一个单位距离后，返回步骤3，否则，返回步骤1；其中，在搜索过程中，当所述无人机进入死区，判断当前的搜索覆盖率是否达到预设的最低搜索覆盖率，若是，则结束搜索；若否，则利用A星算法规划路径跳出死区，之后根据选择的方位优先级模式继续进行搜索；利用A星算法规划路径跳出死区包括：以所述无人机的当前位置作为起始点,选择距离所述起始点的欧式距离最小的未搜索的位置作为目标点，使用A星算法规划得到所述起始点到所述目标点的最佳路径，根据所述最佳路径跳出死区；使用A星算法规划最佳路径包括：设最小代价函数为gn，表示起始节点到当前节点的实际成本；估计代价函数为hn，表示当前节点到目标节点的估计成本，实际成本、估计成本与总成本fn的关系式如下：fn＝gn+hn其中，Nxn,yn为当前节点坐标，Mxm,ym为目标节点坐标；当无人机进入死区时，根据估计代价函数为hn计算当前节点附近所有节点的估计成本，以估计成本最低的节点作为下一个移动节点，将节点依次向外展开并记录，直到找到满足要求的目标点，最后根据指针信息回溯生成最短路径。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法

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