中國科學院大學王梓嘉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院大學申請的專利一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114417551B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202111472534.0,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法是由王梓嘉;張寶賢設計研發完成,并于2021-12-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法在說明書摘要公布了:一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法,利用單車輛以及部署在該單車輛上的一定數量的無人機,協作完成一定區域內的群智感知任務,提升群智感知的工作效率并降低成本,主要包括:根據感知區域及目標地點構造帶權連通完全圖的方法、路徑規劃隨機優化方法、以及對單車輛無人機進行聯合路徑規劃和任務調度的優化算法。該方法主要借助單車輛及部署在該車輛上的無人機,通過對單車輛和無人機的聯合優化調度,以提升群智感知的任務完成效率,同時降低任務執行成本。
本發明授權一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法在權利要求書中公布了:1.一種群智感知下基于單車輛無人機的路徑規劃和任務調度方法,其特征在于:利用單車輛以及部署在該單車輛上的一定數量的無人機,協作完成一定區域內的群智感知任務,提升群智感知的工作效率并降低成本,主要包括:根據感知區域及目標地點構造帶權連通完全圖的方法、路徑規劃隨機優化方法、以及對單車輛無人機進行聯合路徑規劃和任務調度的優化算法; 所述根據感知區域及目標地點構造帶權連通完全圖的方法,具體如下: 首先,對于給定n個目標任務地點,對于任意兩點u和v,若其同屬于車輛可到達區域,則其間可供車輛行駛的路線的距離作為這兩點間的邊的權重,記做du,v,對于車輛不可達區域的目標地點u’,其與任意其它點x之間的邊權重du’,x設為一個足夠大的值M,如M=max{車輛可達兩點之間的所有邊的權重}*n;對于無人機來說,任意目標地點均是可訪問的,因此任意兩點u和v間的供無人機飛行的路線距離作為這兩點間的邊權重,記做d’u,v;無論對于無人機還是車輛,邊u,v的權重與邊v,u的權重相同;權重du,v與d’u,v分別作為車輛和無人機沿邊u,v移動的耗時、耗能成本的計算依據; 所述路徑規劃隨機優化方法,具體如下: 1隨機選取k個任務目標點,將這些目標點從當前路徑規劃S中剔除,即車輛和無人機都不再訪問這些目標點,若某些目標點剔除后導致無效的無人機飛行路線,則將該飛行路線上的所有目標點一并剔除,在此基礎上,得到一個剔除部分任務目標點的新路徑規劃S’; 2對一個在步驟1中剔除的某一目標點p,嘗試將其重新插入到路徑規劃S’中,包括三種選擇:i若p為車輛可達的目標點,則嘗試將其插入車輛訪問路徑中每一個可能的位置;ii嘗試將其插入每個無人機飛行路徑中的任意一個位置;ii若車上存在空閑無人機,則嘗試調度一架空閑的無人機單獨訪問目標點p,所選飛行線路的起點和與車輛匯合點必須是車輛路線上的頂點,且起點在該車輛路線上的位置必須不晚于匯合點位置;遍歷這三種插入方法的所有可能選擇,對于每一種插入后得到的路徑規劃,檢查其可行性,即:是否滿足無人機最大飛行距離約束,若可行的話,計算其成本,最終采用成本最小的可行插入方式將目標點p重新納入單車輛無人機的路徑規劃中; 3重復步驟2,直到所有被剔除的任務點均被重新納入規劃路線中,至此得到新的路徑規劃S’; 上述步驟中,步驟1稱為隨機頂點剔除方法,步驟2-3稱為頂點插入優化方法。
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