[发明专利]无人机路径规划方法、装置、控制器及存储介质

权利要求书

1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取任务区域内各基站的信号覆盖区域；

根据各基站的信号覆盖区域，构建所述任务区域的无人机二维路径规划空间模型；

根据起点位置信息、终点位置信息和所述无人机二维路径规划空间模型，获得位于基站的信号覆盖区域内的无人机初步规划路径；

根据所述无人机初步规划路径和蚁群算法，获得无人机最优规划路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取任务区域内各基站的信号覆盖区域的步骤包括：

将所述任务区域网格化；

根据所述任务区域各网格点与各所述基站的位置关系，确定各网格点与各所述基站之间的信号传输方式，所述信号传输方式包括视距传播和非视距传播；

根据各网格点与各所述基站之间的信号传输方式和无人机所在二维平面内的基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离计算模型，确定各基站的信号覆盖区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机所在二维平面内的基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离计算模型的构建过程包括：

通过以下公式，利用各基站发射的信号功率和无人机当前位置信息获得当前无人机接收到的从各个基站发射出的信号信噪比模型：

其中，ρ_k(ν(t))表示当前无人机接收到的从第k个基站发射的信号信噪比，P表示基站发射的信号功率，ν(t)表示无人机在其所处二维平面中的二维坐标信息，γ_k,s(t)表示第k个基站到无人机信道的信道增益，s∈{LoS,NLoS}，LoS表示视距传播，NLoS表示非视距传播，σ²表示无人机的噪声功率；

其中，第k个基站到无人机信道的信道增益计算模型为：其中，d_k(t)为无人机到第k个基站的距离，α_s和β_s为取决于与各所述基站之间的信号传输方式的两个常数参数；

令所述无人机接收到的从各基站发射出的信号信噪比等于无人机最小接收信噪比并联合所述信号信噪比模型和所述信道增益计算模型，得到无人机所在二维平面内的各基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离计算模型：

其中，d_s为无人机所在二维平面内的各基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离，h表示无人机的高度，h_g表示所述基站的高度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各网格点与各所述基站之间的信号传输方式和无人机所在二维平面内的基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离计算模型，确定各基站的信号覆盖区域的步骤包括：

根据以下公式和所述无人机所在二维平面内的基站覆盖点到基站在无人机所在二维平面内的投影的最远距离计算模型，确定位于基站的信号覆盖区域内的网格点坐标(x,y,h)：

(x-x_k)²+(y-y_k)²≤d_s²

其中，(x_k,y_k)表示所述基站在所述无人机所在高度的二维平面上的投影坐标。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据各基站的信号覆盖区域，构建所述任务区域的无人机二维路径规划空间模型的步骤包括：

基于各所述基站的信号覆盖区域和MAKLINK图论法在所述任务区域生成多条MAKLINK连接线，建立所述任务区域的无人机二维路径规划空间模型；所述MAKLINK连接线是指与两个未覆盖基站信号的区域之间不与未覆盖基站信号的区域相交的顶点连线以及未覆盖基站信号的区域顶点与所述任务区域边界相交的连线。