广东工业大学张广驰获国家专利权
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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法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:CN114879726B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16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:202210468940.8,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法是由张广驰;苏天赐;崔苗;刘圣海;王日明;王昆设计研发完成,并于2022-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法,包括以下步骤:在目标区域内目标被分为若干集群,用户坐标在集群中随机产生,集群中有若干用户,且用户随机运动但并不会超过区域边界;无人机和用户的通信通道由时限链接主导,使用多无人机在无模型的情况下进行动态规划;使用Dueling‑DDQN算法优化无人机轨迹从而最大化用户覆盖。当用户的分布分散且可以在整个目标区域内自由移动,为了弥补单无人机在用户更分散的情况下覆盖不足的问题,使用多无人机辅助数据收集实现了更多的用户覆盖并能够优化出一条到达终点的最短路径,从而实现最大化用户覆盖;还提出Dueling‑DDQN算法,可以准确的估算神经网络输出值,规划无人机每步移动的动作,适用于其他不同的场景。
本发明授权一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多无人机辅助数据收集的路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:在目标区域内用户被分为若干集群,用户坐标在集群中随机产生,集群中有若干用户,且用户随机运动但并不会超过区域边界; S2:无人机和用户的通信通道由时限链接主导,使用多无人机在无模型的情况下进行动态规划; S3:使用Dueling-DDQN算法优化无人机轨迹从而最大化用户覆盖; 在步骤S1中,在目标区域内,用户被分为M个集群,每个集群相当于半径为R的圆,用户的坐标在这些圆内随机生成,每个集群内有K个用户,时间步长t时第k个用户在第m个集群中的位置为同时用户以低于最大速度v进行随机移动,但不会超出目标区域边界,即和 在步骤S2中,无人机和用户之间的通信通道由时限链接主导,时间步长t时,第m个集群中第k个用户到第一个无人机的距离为:在时间步长t时,无人机的三维坐标定义为H表示无人机飞行高度,第一个无人机与第m个集群中的第k个用户之间的信道遵循自由空间路径损耗模型,表示为其中β0表示信道在参考距离d=1m时的功率增益; 在多无人机数据收集系统下,由于两个无人机都会受到终点位置、无人机覆盖范围、吞吐量阈值、步数惩罚以及边界约束,通过优化两个无人机轨迹,实现用户覆盖最大化,得到目标问题如下: s.tRfinal1=Xtarget, dm,k≤dcons, Rm,k≥rmin, Pm,k={0,1}, 0≤Xt≤Xmax, 0≤Yt≤Ymax, 距离约束dcons表示被服务用户与无人机的直线距离,Xnow,Xnow1,Xnow2和Xtarget分别表示单无人机数据收集系统下无人机的目前位置、多无人机数据收集系统下两个无人机的目前位置以及终点位置;若无人机触碰边界,将受到边界惩罚Rbp=-100,同时定义Rsp=-1000为步数惩罚,无人机每多走一步都将会受到一个负奖励,无人机只能在规定的区域飞行,即0≤Xt≤Xmax和0≤Yt≤Ymax,其中Xmax和Ymax为该区域的长度和宽度,Xt,Yt分别表示无人机的当前位置的横坐标和纵坐标,在多无人机数据收集系统下只有两个无人机都到达终点才能获得终点奖励Rfinal2,Rm,k表示集群m中的第k个用户在T时间步长时到无人机的总吞吐量。
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