[发明专利]一种实现无人机数目最小化的无人机路径规划方法

说明书

本发明提出了一种实现无人机数目最小化的无人机路径规划方法，主要解决现有无人机路径规划方案中无人机数目最小化的问题，实现步骤为：1)初始化参数；2)构建待访问传感器集合并初始化局部最优路径集合；3)计算无人机的飞行能耗、悬停能耗和通信能耗；4)采用改进蚁群算法为给定数目的无人机规划飞行路径，确定局部最优路径集合；5)根据局部最优路径集合的特点，获取无人机路径规划结果。本发明保证在访问所有传感器的基础上，使用最少数量的无人机完成任务，减少了系统成本，同时降低了无人机的总能耗。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种无人机路径规划方法，具体涉及一种实现无人机数目最小化的无人机路径规划方法，可用于无人机成本受限条件下的数据采集。

背景技术

近年来，无人机技术飞速发展，在军事和民用领域发挥着重要作用。轻巧的机身、灵活的运动方式使得无人机可以在复杂环境中进行数据采集和传输。在实际应用中，无论是燃油型无人机还是充电型无人机，能量都是有限的，并且购买一架无人机的经济成本不可忽视，一架民用型无人机的售价可达数十万元，使用多架无人机访问传感器节点时，使用的无人机数目越多，访问传感器节点的总成本也就越大。因此在无人机网络中，需要在满足无人机能耗约束的条件下确定使用的无人机的最少数目，降低无人机的成本。

网络中，传感器节点的数量是一定的，为了减少使用的无人机的数目，需要使每个无人机尽可能多的访问传感器节点。Abdelhamid S.在2018年于IEEE InternationalConference on Communications Workshops中发表了UAV path planning for emergencymanagement in IoT[C]，公开了一种基于最近邻策略的无人机路径规划方法，该方法基于最近邻策略，根据传感器节点之间的距离为无人机选择下一个要访问的传感器节点，直到网络中所有的传感器节点都被访问到，可以有效地为无人机规划路径，并确定需要使用的无人机的数目。该方案中，每次都选择距离当前传感器节点最近的节点作为无人机要访问的下一个节点，没有考虑到传感器节点与无人机起始位置之间的距离，并且是按照无人机自身最优的传感器节点访问方式规划路径，无法避免对其他无人机的影响，因此使用的无人机数目不一定是最少的。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出一种实现无人机数目最小化的无人机路径规划方法，在满足单个无人机能耗约束的条件下，全局考虑传感器节点之间的距离，避免无人机之间的影响，减少使用的无人机数目和总能量消耗。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：

(1)初始化参数：