【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机路径规划领域，尤其是涉及一种无人机路径规划方法、装置及存储介质。
技术介绍
1、异构多机器人系统充分利用不同类型机器人之间功能和结构的互补特性，组成跨域协作系统，拓展更丰富的应用场景，实现更复杂的任务需求。空地协同无人系统作为异构多机器人系统的重要分支，使用无人机和无人车协同执行任务，其中无人机机动性高、飞行视野广阔，能快速捕捉动态目标，但续航能力和负载能力有限，而无人车虽然感知范围小、移动缓慢，但能搭载更多的任务载荷，因此有效结合两类机器人性能的优势，能在侦察监视、灾后救援等复杂任务中发挥重要作用。
2、信使机制是空地协同的典型实现方式，该机制假设无人车任务半径大于其自身通信半径，因此彼此之间无法相互通信，为了实现无人车之间的协同作业，无人机充当信使的角色，在无人车之间传递其他无人车的状态以及任务执行的相关信息，各无人车在接收到无人机提供的信息后动态调整对任务执行过程的决策。信使机制的存在，既实现无人机和无人车之间的任务协同，又引入两者行为上的约束关系，即无人机的路径规划受限于无人车的位置及其运动，无人车的任务规划依赖于无人机提供的任务和其他无人车的信息。
3、信使机制下无人机需要周期性遍历各无人车，该过程涉及无人机对遍历各无人车顺序的确定以及无人机对每个无人车遍历路径的规划。考虑到环境或无人车自身运动的不确定性，无人机无法准确预测无人车的位置，为保证无人机成功再次访问到各无人车，引入最大再访时间约束。再访时间影响无人机对无人车连续两次访问时间段内决定的通信邻域交集的大小，因此决策变
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了提供一种无人机路径规划方法、装置及存储介质，在无人车运动方向已知、速度大小不定的情况下，创新性地引入最大再访时间约束，并通过提出可靠访问策略确保信使无人机实现对各无人车的再次访问。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种无人机路径规划方法，包括：
4、步骤s1：获取需要访问的目标无人车si的当前位置和速度区间，以及无人机的当前位置和航向角，并确定对目标无人车si的再访时间下界δtmin和再访时间上界δtmax；
5、步骤s2：在速度区间和再访时间下界δtmin、再访时间上界δtmax的约束下，确定目标无人车si沿已知直线方向以匀速运动所能到达的最近位置和最远位置
6、步骤s3：判断目标无人车si位于最近位置的通信邻域和目标无人车si位于最远位置的通信邻域之间，是否存在公共邻域，若为是，则执行步骤s4，反之，则执行步骤s5；
7、步骤s4：控制无人机穿过此公共邻域实现对目标无人车si的再访；
8、步骤s5：基于最近位置和最远位置构建搜索通道，控制无人机经过此搜索通道实现对目标无人车si的再访。
9、所述步骤s1包括：
10、步骤s11：获取无人机的初始位置和航向角；
11、步骤s12：根据所有本周期内未访问的所有无人车的当前位置，结合无人机的当前位置确定需要访问的目标无人车；
12、步骤s13：基于需要访问的目标无人车si的当前位置和速度区间，以及无人机的当前位置和航向角确定对目标无人车si的再访时间下界δtmin和再访时间上界δtmax。
13、所述步骤s12具体包括：
14、步骤s121：根据所有无人车的当前位置，计算几何中心点；
15、步骤s122：根据得到的几何中心点，计算各未访问的无人车相对于无人机的角度；
16、步骤s123：根据对应于各未访问的无人车的角度从小到大进行排序，并选择角度最小的无人车作为需要访问的目标无人车。
17、所述步骤s13具体包括：
18、步骤s131：确定无人机从上一次对目标无人车访问的时刻至本周期内对前一个无人车完成再访的时刻的时间间隔tab；
19、步骤s132：计算目标无人车在其速度区间的约束下，于时间间隔tab内的最远距离和最近距离以及对应于最远距离的通信邻域和对应于最近距离的通信邻域
20、步骤s133：根据向量的方向确定无人机对通信邻域访问时的边界范围，在该边界范围内进行n次均匀采样获得n个第一采样点；
21、步骤s134：假设目标无人车以最小速度从最近距离继续沿直线运动方向行驶，则对通信邻域边界上的每个第一采样点，计算无人机访问各第一采样点的时间；
22、步骤s135：计算无人机对所有第一采样点的访问时间的最小值
23、步骤s136：基于得到的最小值计算无人机对目标无人车的再访时间下界δtmin；
24、步骤s137：根据向量的方向确定无人机对通信邻域访问时的边界范围，在该边界范围内进行n次均匀采样获得n个第二采样点；
25、步骤s138：假设目标无人车以最大速度从最远距离继续沿直线运动方向行驶，则对通信邻域边界上的每个第二采样点，计算无人机访问各第二采样点的时间；
26、步骤s139：计算无人机对所有第二采样点的访问时间的最大值
27、步骤s1310：基于得到的最大值计算无人机对目标无人车的再访时间上界δtmax。
28、所述步骤s2包括：
29、步骤s21：计算目标无人车以最小速度在再访时间下界δtmin内沿直线方向行驶的最近位置
30、步骤s22：计算目标无人车以最大速度在再访时间上界δtmax内沿直线方向行驶的最远位置
31、所述步骤s4具体包括：
32、步骤s41：计算通信邻域和通信邻域相交的两个交点坐标pbg、ptg；
33、步骤s42：判断两个交点坐标pbg、ptg的值是否相同，若为是，则公共邻域为一个点，控制无人机穿过此交点坐标实现对目标无人车si的再访，反之，则执行步骤s43；
34、步骤s43：以最近位置为圆心，目标无人车的通信半径为半径，在以两个交点坐标pbg、ptg确定的通信领域边界上均匀采用得到多个第三采样点；
35、步骤s44：计算各第三采样点的dubins路径长度，并选择所有第三采样点中，dubins路径长度最小的第三采样点作为第一备选访问点；
36、步骤s45：以最远位置为圆心，目标无人车的通信半径为半径，在以两个交点坐标pbg、ptg确定的通信领域边界上均匀采用得到多个第四采样点；
37、步骤s46：计算各第四采样点的dubins路径长度，并选择所有第四采样点中，dubins路径长度最小的第四采样点作为第二备选访问点；
38、步骤s47：选择第一备选访问点和第二备选访本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求2所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
6.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
7.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S54中对第五采样点进行过滤的过程具体包括：
9.一种无人机路径规划装置，包括存储器、处理器，以及存储于所述存储器中的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现如
...【技术特征摘要】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求2所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤s12具体包括：
4.根据权利要求2所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤s13具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
6.根据权利要求1所述的一种无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤s4具...
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