青岛科技大学赵琦获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛科技大学申请的专利一种高阶分布式消防无人机任务分配方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119987431B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510472150.0,技术领域涉及:G05D1/698;该发明授权一种高阶分布式消防无人机任务分配方法及系统是由赵琦;郭帅帅;崔少玄;张宝琳;徐天翔;颜军设计研发完成,并于2025-04-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高阶分布式消防无人机任务分配方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供了一种高阶分布式消防无人机任务分配方法及系统,涉及无人机任务分配技术领域,包括以下步骤:获取热红外图像和必要的参数;计算单个像素点对应的热红外图像覆盖区域的长度及宽度;将热红外图像转换为灰度图,对火灾区域进行二值化处理,并计算火灾区域面积;提取火灾区域边界,建立局部坐标系,并计算火灾区域边界和消防无人机的坐标;分布式协同决策与任务分配。本发明的有益效果为:避免了集中式模式中的单点故障问题,系统可靠性和鲁棒性高,信息交互、协同高效,简化了决策过程,避免任务重复分配且能根据火灾区域的动态变化调整分配策略。
本发明授权一种高阶分布式消防无人机任务分配方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种高阶分布式消防无人机任务分配方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取热红外图像和必要的参数; 计算单个像素点对应的热红外图像覆盖区域的长度及宽度; 将热红外图像转换为灰度图,对火灾区域进行二值化处理,并计算火灾区域面积; 提取火灾区域边界,建立局部坐标系,并计算火灾区域边界和消防无人机的坐标; 分布式协同决策与任务分配; 所述提取火灾区域边界,建立局部坐标系,并计算火灾区域边界和消防无人机的坐标具体为: 使用轮廓查找算法,从二值化图像中提取火灾区域边界,得到火灾区域边界的像素点坐标集合S,其中; 将热红外成像无人机拍摄位置作为原点,建立局部坐标系,所述局部坐标系x轴增大方向与经度增大方向一致,y轴增大方向与纬度增大方向一致; 根据火灾区域边界的像素点坐标相对于图像中心(,)的偏移量,结合单个像素点对应热红外图像覆盖区域的长度和宽度,计算火灾区域边界在局部坐标系中的坐标; 根据消防无人机经纬度坐标相对于热红外成像无人机经纬度坐标(,)的偏移量,结合经纬度相差1°对应的实际距离,计算消防无人机在局部坐标系中的坐标; 所述分布式协同决策与任务分配具体为: 将若干个消防无人机作为节点,结合消防无人机之间的通信情况,引入无人机辅助状态变量和滤波器调节参数构建分布式平均一致性滤波器,所述分布式平均一致性滤波器公式表示如下: 式中,为消防无人机的数量,代表第i个消防无人机能否接收到第j个消防无人机的通信,0代表不能接到通信,1代表能接到通信;和为全局信息平均值的估值;是第i个消防无人机辅助状态变量;为第j个消防无人机辅助状态变量;为滤波器的调节参数;和分别为第i个消防无人机和第j个消防无人机的激活状态,若大于0,代表被激活,若等于0,代表未激活; 建立赢者通吃竞争策略模型,所述赢者通吃竞争策略模型公式表示如下: 式中,、、和分别为第i个消防无人机、第p个消防无人机、第q个消防无人机和第k个消防无人机的激活状态,若大于0,代表被激活,若等于0,代表未激活;为赢者通吃竞争策略模型演化速度的调节参数;为第i个消防无人机距离火场最近顶点的距离;为赢者通吃竞争策略模型中与火灾区域面积相关的调节参数;为赢者通吃竞争策略模型中与火灾区域面积相关的偏移参数;为火灾区域面积;代表第p个消防无人机能否接收到第q个消防无人机的通信,0代表不能接到通信,1代表能接到通信;代表第i个消防无人机能否接收到第k个消防无人机的通信,0代表不能接到通信,1代表能接到通信; 将消防无人机距离火场最近顶点的距离、无人机之间的通信情况及无人机激活状态作为模型输入,结合火灾区域面积大小,赢者通吃竞争策略模型对消防无人机进行任务分配。
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