[发明专利]一种基于无人机群智能续航控制的铁路沿线风速测量方法与控制系统

摘要

本发明公开了一种基于无人机群智能续航控制的铁路沿线风速测量方法与控制系统，该方法利用通过灵活多变的无人机群续航控制方法，实现对铁路沿线一点乃至多点的实时风速测量，测量时间与目标位置可以根据任务需要进行灵活的选择；通过利用无人机的机动性，显著提升了风速测量任务的测量范围；任务开始前风速监测大数据中心对任务区间内的无人机风速测量装置的状态进行评估，并且纳入了对铁路沿线风向对无人机工作状态影响的考虑，找出其中最适合进行任务的无人机风速测量装置进行任务，从而进一步保证了任务的可靠性；风速监测大数据中心在任务进行过程中始终保持对无人机风速测量装置的状态评估以确保任务的正常进行。

主权项

一种基于无人机群智能续航控制的铁路沿线风速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：沿铁路轨道线路等距离间隔设置工作站，每个工作站设置若干个无人机风速测量装置；所述无人机风速测量装置与所述工作站进行通信，所述工作站、风速监测大数据中心和地面控制中心依次进行通信；步骤2：当地面列车控制中心向风速监测大数据中心发送测量任务开始指令，风速监测大数据中心向测量任务所在区域工作站发送任务初始化指令；步骤3：风速监测大数据中心从测量任务的区间内选取工作站下辖无人机风速测量装置进行铁路风速测量；判断任务位置坐标是否位于工作站半径交叉区域内，若是，则计算与任务位置相邻的两个工作站下辖的每个无人机风速测量装置的电量消耗系数εi，选取电量消耗系数最小的无人机风速测量装置，否则，计算任务位置所在的工作站内下辖的每个无人机风速测量装置的电量消耗系数εi，选取电量消耗系数最小的无人机风速测量装置；参与电量消耗系数计算的无人机风速测量装置的电量均需大于完成监测任务所需电量；其中，εi表示第i个无人机风速测量装置的电量消耗系数；Ii和Iti分别表示第i个无人机风速测量装置完成任务所需消耗的电量和当前剩余电量；表示第i个无人机风速测量装置沿飞行路径方向的风向影响因子，Si表示第i个无人机风速测量装置所在工作站距离任务位置坐标之间的直线距离；风向影响因子依据无人机风速测量装置所在工作站的实时风速分解到无人机风速测量装置与任务坐标之间的方向向量的风速，从预先存储的风速和风向影响因子对应表中获取；步骤4：被选中的无人机风速测量装置利用车载的GPS定位系统抵达任务位置，测量任务位置的实时风速，将风速数据、测量时间连同该装置的剩余电量实时返回给工作站，工作站将无人机风速测量装置返回的数据发送给风速监测大数据中心；风速监测大数据中心根据得到的剩余电量信息对无人机风速测量装置进行评估，当装置剩余电量不足时，进行任务再初始化，重复步骤3；步骤5：风速监测大数据中心接受并存储中无人机风速测量装置返回的任务信息。当一次任务被分割成多个子任务时，在任务信息中按时间序列分组存放子任务信息.风速监测大数据中心将一组信息返回地面列车控制中心；步骤6：地面列车控制中心接受并存储风速监测大数据中心返回的任务信息，根据信息内容实时对列车进行调度；步骤7：当测量任务完成后，风速监测大数据中心向工作站发送任务完成的信号，工作站向进行该任务的无人机风速测量装置发送任务完成的信号，该无人机风速测量装置返回工作站进入待机状态。