[发明专利]一种船载无人机协同监测港口船舶大气污染路径规划的方法

权利要求书

1.一种船载无人机协同监测港口船舶大气污染路径规划的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、基于无人机对行驶的船舶进行监测的复杂度，作出假设；

S2、基于步骤S1中作出的假设，定义无人机和装载船协同监测问题；

S3、构建船载无人机协同监测港口船舶大气污染路径规划模型；

S4、基于改进人工蜂群算法，扩展食物源邻域的搜索范围，得到全局最优路径。

2.根据权利要求1所述的船载无人机协同监测港口船舶大气污染路径规划的方法，其特征在于，所述步骤S1中，作出的假设如下：

假设一、装载船的行驶航线被建模为一个连通图；

假设二、无人机监测每一艘船舶的时间是固定的；

假设三、无人机从一艘船到另一艘船的时间仅基于两艘船之间的距离来计算；

假设四、无人机更换电池的时间忽略不计；

假设五、装载船在行驶过程中不会被搁浅；

假设六、不考虑天气状况对无人机监测船舶大气污染的影响；

假设七、装载船和无人机均以恒定速度行驶。

3.根据权利要求1所述的船载无人机协同监测港口船舶大气污染路径规划的方法，其特征在于，所述步骤S2中，定义无人机和装载船协同监测问题具体如下：

定义V＝{v₁,v₂,…v_n}为n个待监测船舶的集合；

定义U＝{u₁,u₂,…,u_q}为q个无人机的集合；

定义Z＝{z₁,z₂,…z_m}是交通路线上选择的m个无人机放飞点的集合；

定义C＝{c₁,c₂,…,c_m}是交通路线上选择的m个无人机回收点的集合；

定义K＝{k₁,k₂,…k_h}将V分割成h个元素的集合,k_i表示一个无人机的路径；|k_i|表示第i个无人机路径上待监测船舶的数量；

定义是一条从z_i点出发，抵达c_i点的装载船的行驶路线的长度；

定义是一条从z_i点放飞，访问k_i中的各个待监测船舶，回到c_i点的无人机监测路线的长度；

定义D₀是装载船从港口的出发点；

定义p是无人机的位置；

定义是无人机当前剩余可用飞行时间；

定义为无人机监测船舶v_i所需要的时间；

定义V_drone为无人机的飞行速度；

定义V_ship为装载船的速度；

定义T_w为无人机的最大续航时间；

定义为无人机开始路径k_i的时刻；

定义为无人机结束路径k_i的时刻；

定义无人机路径k_i的放飞处；

定义无人机路径k_i的回收处；

定义为装载船回收无人机的时刻

定义为装载船放飞无人机的时刻；

定义为装载船从点开始，在点结束的行驶路径长度；

定义为无人机从点开始，访问k_i中的各个待监测船舶，在点结束的飞行路线长度；

定义N为无人机的数量。