CN117268402B - 一种基于5g通信技术的无人机勘察路径规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机勘察路径规划技术领域,具体公开一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法,该方法包括:初始勘察路径设定、障碍物信息采集分析、二次勘察路径设定、信号信息采集分析和最终勘察路径设定;本发明通过设定无人机的初始勘察路径,并通过各障碍物的高度和障碍覆盖面积以及目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积进行二次勘察路径设定,接着根据各勘察点的信号强度和信号稳定性进行最终勘察路径设定,提高了无人机最终勘察路径设定的可靠性和可信度,降低了最终勘察路径设定的偏差,同时提高了河道垃圾治理效率和降低了巡检人员风险,为相关部门制定更精准的清理方案提供了帮助和方向。
Description
技术领域
本发明涉及无人机勘察路径规划技术领域,具体而言,涉及一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法。
背景技术
河道是生态系统的重要组成部分,但经常会受到人为垃圾污染的影响,通过无人机勘察可以提前发现并清理这些垃圾,防止其对水资源造成污染,确保水源安全,相比传统的勘察方式,无人机勘察可以大大提高勘察效率,同时可以快速覆盖广阔的区域,并通过高清晰度图像和视频等形式提供详细的河道垃圾信息,帮助相关部门制定更精准的清理方案,因此,需要对无人机勘察路径进行规划,以达到更好的勘察效果。
现有的对无人机勘察路径进行规划方式中还存在以下几个方面的问题:1、未对障碍物的高度和障碍覆盖面积对无人机飞行造成的影响进行深度分析,无人机与障碍物的碰撞,可能会导致无人机的损坏,甚至引发事故,无法提高飞行的安全性,同时无法规划更高效的飞行路径,从而增加了飞行时间和资源成本,并且降低了飞行的效率和任务完成质量。
2、未对无人机勘察路径中勘察点的信号信息进行分析,即未对信号强度、信号稳定性和信号点的相隔距离进行深度分析,分析维度较为单一,无法提高无人机勘察过程中的通信稳定性,信号强度不足或不稳定发可能导致GPS定位不准确,从而影响飞行路径的规划和执行,同时降低了无人机获取图像的质量和数据传输的质量。
发明内容
鉴于此,为解决上述背景技术中所提出的问题,现提出一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:本发明提供一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法,包括以下步骤:S1、初始勘察路径设定:提取目标无人机的常规设定飞行高度,将目标河道按照设定的长度划分为各勘察区域,定位各勘察区域的中心点,并将其记为各初始勘察点,将各初始勘察点依次进行连接,得到目标河道中心线,并将常规设定飞行高度下的目标河道中心线作为目标无人机的初始勘察路径。
S2、障碍物信息采集分析:采集目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度和障碍覆盖面积,分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,若存在某勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数小于设定值,则表明初始勘察路径规划不合理,并执行S3步骤。
S3、二次勘察路径设定:将设定合理性评价指数小于设定值的初始勘察点记为待调整勘察点,反之,记为无需调整勘察点,以各待调整勘察点为中心随机布设各监测点,采集各待调整勘察点所属勘察区域内的监测信息,计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,并进行目标无人机的二次勘察路径设定。
S4、信号信息采集分析:将二次勘察路径中的各点重新记为各勘察点,采集各勘察点对应的信号强度,若某勘察点对应的信号强度小于设定参照的信号强度,则将该勘察点记为待调整信号点,反之,记为无需调整信号点,以各待调整信号点为中心进行信号检索,得到各待调整信号点对应的各信号检索点,采集各信号检索点的检索信息,计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数。
S5、最终勘察路径设定:设定目标无人机的最终勘察路径。
具体地,所述分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,具体分析过程为:A1、从云数据库中提取目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积,并分别记为和/>。
A2、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度与目标无人机的常规设定飞行高度进行对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行高度差,记为,其中,/>表示勘察区域的编号,/>,/>表示障碍物的编号,/>。
A3、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的障碍覆盖面积与目标无人机的安全飞行预留面积进行重叠对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积,计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数。
A4、计算各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,,其中,/>和/>分别表示设定参照的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数,/>和/>分别表示设定的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数对应初始勘察点的设定合理性评价占比权重,/>表示障碍物数目,/>表示自然常数。
具体地,所述计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数,具体计算过程为:B1、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积均为0,则将该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数记为。
B2、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积存在不为0时,则提取该勘察区域内飞行重叠面积不为0的障碍物数目和最大飞行重叠面积,并分别记为和/>,计算该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数/>,,其中,/>和/>分别表示设定参照的障碍物数目占比和飞行重叠面积,/>和/>分别表示设定的障碍物数目占比和飞行重叠面积对应覆盖面积层面的设定合理性评价占比权重。
B3、综上,各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数的取值为/>或者/>,其中,/>。
具体地,所述监测信息包括各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积。
具体地,所述计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:C1、从监测信息中提取各待调整勘察点所属勘察区域内的各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积,并分别记为和/>,其中,/>表示待调整勘察点的编号,,/>表示监测点的编号,/>。
C2、计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,,其中,/>表示设定参照的重叠面积占比,/>和/>分别表示设定的高度差和重叠面积占比对应监测点的设定合理性评价占比权重。
具体地,所述进行目标无人机的二次勘察路径设定,具体设定方式为:D1、从各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的监测点,并将其作为各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点。
D2、将各无需调整勘察点和各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点重新进行连接,得到目标无人机的二次勘察路径。
具体地,所述检索信息包括在各监测时间段内的信号强度和与对应各待调整信号点之间的距离。
具体地,所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:E1、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度,将其进行均值计算,得到各待调整信号点对应的各信号检索点的平均信号强度,并作为各待调整信号点对应的各信号检索点的信号强度,记为,其中,/>表示待调整信号点的编号,/>,/>表示信号检索点的编号,/>。
E2、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度。
E3、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点与对应各待调整信号点之间的距离,记为。
E4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,,其中,/>、/>和/>分别表示设定参照的信号强度、信号稳定度和距离,/>、/>和/>分别表示设定的信号强度、信号稳定度和距离对应信号检索点的设定合理性评价占比权重。
具体地,所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,具体计算过程为:F1、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度与设定的标准信号强度进行对比,得到各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差。
F2、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差与设定参照的信号强度偏差进行对比,若某待调整信号点对应的某信号检索点在某监测时间段内的信号强度偏差大于或者等于设定参照的信号强度偏差,则将该监测时间段记为信号异常时间段,统计各待调整信号点对应的各信号检索点的信号异常时间段数目,记为。
F3、从各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差中提取最大值,记为。
F4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,,其中,/>和/>分别表示设定参照的信号异常时间段数目和信号强度偏差,/>和/>分别表示设定的信号异常时间段数目和信号强度偏差对应信号稳定度评估占比权重。
具体地,所述设定目标无人机的最终勘察路径,具体设定过程为:G1、从各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的信号检索点,并将其作为各待调整信号点对应的偏移点。
G2、将各无需调整信号点和各待调整信号点对应的偏移点重新进行连接,得到目标无人机的最终勘察路径。
相较于现有技术,本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果:(1)本发明通过设定无人机的初始勘察路径,并通过各障碍物的障碍情况和目标无人机的安全飞行信息进行二次勘察路径设定,接着根据各勘察点的信号情况进行最终勘察路径设定,提高了无人机最终勘察路径设定的可靠性和可信度,降低了最终勘察路径设定的偏差,同时提高了河道垃圾治理效率和降低了巡检人员风险,为相关部门制定更精准的清理方案提供了帮助和方向。
(2)本发明通过结合目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度和障碍覆盖面积以及目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积,计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,减少了无人机与障碍物的碰撞,降低了无人机的损坏概率事故发生概率,提高了飞行的安全性,同时提高了飞行路径的规划高效性,从而减少了飞行时间和资源成本,进而提高了飞行的效率和任务完成质量,为后续目标无人机的二次勘察路径设定提供了更加坚固的数据支撑依据。
(3)本发明通过结合各信号检索点的检索信息,计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度和设定合理性评价指数,实现了各信号检索点的设定合理性评价指数的多角度和多维度分析,提高了无人机勘察过程中的通信稳定性,同时提高了GPS定位的准确性,降低了信号对飞行路径的规划和执行造成的影响,从而提高了无人机获取图像的质量和数据传输的质量,为后续目标无人机的最终勘察路径的设定提供了数据支撑依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法步骤流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明提供了一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法,包括:S1、初始勘察路径设定:提取目标无人机的常规设定飞行高度,将目标河道按照设定的长度划分为各勘察区域,定位各勘察区域的中心点,并将其记为各初始勘察点,将各初始勘察点依次进行连接,得到目标河道中心线,并将常规设定飞行高度下的目标河道中心线作为目标无人机的初始勘察路径。
需要说明的是,所述常规设定飞行高度从目标无人机的飞行管理后台提取得到。
还需要说明的是,所述各勘察区域的中心点的定位方式为:通过安置在目标河道附近的摄像头对各勘察区域进行图像采集,从各勘察区域对应的图像中定位得到。
S2、障碍物信息采集分析:采集目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度和障碍覆盖面积,分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,若存在某勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数小于设定值,则表明初始勘察路径规划不合理,并执行S3步骤。
需要说明的是,所述各障碍物的高度通过距离传感器采集得到,所述障碍覆盖面积通过激光扫描仪采集得到。
在本发明具体实施例中,所述分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,具体分析过程为:A1、从云数据库中提取目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积,并分别记为和/>。
A2、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度与目标无人机的常规设定飞行高度进行对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行高度差,记为,其中,/>表示勘察区域的编号,/>,/>表示障碍物的编号,/>。
A3、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的障碍覆盖面积与目标无人机的安全飞行预留面积进行重叠对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积,计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数。
在本发明具体实施例中,所述计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数,具体计算过程为:B1、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积均为0,则将该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数记为。
B2、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积存在不为0时,则提取该勘察区域内飞行重叠面积不为0的障碍物数目和最大飞行重叠面积,并分别记为和/>,计算该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数/>,,其中,/>和/>分别表示设定参照的障碍物数目占比和飞行重叠面积,/>和/>分别表示设定的障碍物数目占比和飞行重叠面积对应覆盖面积层面的设定合理性评价占比权重。
B3、综上,各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数的取值为/>或者/>,其中,/>。
A4、计算各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,,其中,/>和/>分别表示设定参照的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数,/>和/>分别表示设定的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数对应初始勘察点的设定合理性评价占比权重,/>表示障碍物数目,/>表示自然常数。
S3、二次勘察路径设定:将设定合理性评价指数小于设定值的初始勘察点记为待调整勘察点,反之,记为无需调整勘察点,以各待调整勘察点为中心随机布设各监测点,采集各待调整勘察点所属勘察区域内的监测信息,计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,并进行目标无人机的二次勘察路径设定。
在本发明具体实施例中,所述监测信息包括各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积。
需要说明的是,所述各监测点与各障碍物之间的高度差通过距离传感器采集得到,所述重叠面积是指将以各监测点为中心的安全飞行预留面积和各障碍物的障碍覆盖面积进行重叠对比,将重叠部分的面积记为重叠面积,并通过激光扫描仪扫描重叠部分的面积得到重叠面积。
在本发明具体实施例中,所述计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:C1、从监测信息中提取各待调整勘察点所属勘察区域内的各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积,并分别记为和/>,其中,/>表示待调整勘察点的编号,/>,/>表示监测点的编号,/>。
C2、计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,,其中,/>表示设定参照的重叠面积占比,/>和/>分别表示设定的高度差和重叠面积占比对应监测点的设定合理性评价占比权重。
本发明实施例通过结合目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度和障碍覆盖面积以及目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积,计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,减少了无人机与障碍物的碰撞,降低了无人机的损坏概率事故发生概率,提高了飞行的安全性,同时提高了飞行路径的规划高效性,从而减少了飞行时间和资源成本,进而提高了飞行的效率和任务完成质量,为后续目标无人机的二次勘察路径设定提供了更加坚固的数据支撑依据。
在本发明具体实施例中,所述进行目标无人机的二次勘察路径设定,具体设定方式为:D1、从各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的监测点,并将其作为各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点。
D2、将各无需调整勘察点和各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点重新进行连接,得到目标无人机的二次勘察路径。
S4、信号信息采集分析:将二次勘察路径中的各点重新记为各勘察点,采集各勘察点对应的信号强度,若某勘察点对应的信号强度小于设定参照的信号强度,则将该勘察点记为待调整信号点,反之,记为无需调整信号点,以各待调整信号点为中心进行信号检索,得到各待调整信号点对应的各信号检索点,采集各信号检索点的检索信息,计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数。
在本发明具体实施例中,所述检索信息包括在各监测时间段内的信号强度和与对应各待调整信号点之间的距离。
需要说明的是,所述信号强度通过信号强度仪采集得到,所述各待调整信号点对应的各信号检索点与各待调整信号点之间的距离通过距离传感器采集得到。
在本发明具体实施例中,所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:E1、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度,将其进行均值计算,得到各待调整信号点对应的各信号检索点的平均信号强度,并作为各待调整信号点对应的各信号检索点的信号强度,记为,其中,/>表示待调整信号点的编号,/>,/>表示信号检索点的编号,。
E2、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度。
在本发明具体实施例中,所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,具体计算过程为:F1、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度与设定的标准信号强度进行对比,得到各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差。
F2、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差与设定参照的信号强度偏差进行对比,若某待调整信号点对应的某信号检索点在某监测时间段内的信号强度偏差大于或者等于设定参照的信号强度偏差,则将该监测时间段记为信号异常时间段,统计各待调整信号点对应的各信号检索点的信号异常时间段数目,记为。
F3、从各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差中提取最大值,记为。
F4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,,其中,/>和/>分别表示设定参照的信号异常时间段数目和信号强度偏差,/>和/>分别表示设定的信号异常时间段数目和信号强度偏差对应信号稳定度评估占比权重。
E3、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点与对应各待调整信号点之间的距离,记为。
E4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,,其中,/>、/>和/>分别表示设定参照的信号强度、信号稳定度和距离,/>、/>和/>分别表示设定的信号强度、信号稳定度和距离对应信号检索点的设定合理性评价占比权重。
本发明实施例通过结合各信号检索点的检索信息,计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度和设定合理性评价指数,实现了各信号检索点的设定合理性评价指数的多角度和多维度分析,提高了无人机勘察过程中的通信稳定性,同时提高了GPS定位的准确性,降低了信号对飞行路径的规划和执行造成的影响,从而提高了无人机获取图像的质量和数据传输的质量,为后续目标无人机的最终勘察路径的设定提供了数据支撑依据。
S5、最终勘察路径设定:设定目标无人机的最终勘察路径。
在本发明具体实施例中,所述设定目标无人机的最终勘察路径,具体设定过程为:G1、从各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的信号检索点,并将其作为各待调整信号点对应的偏移点。
G2、将各无需调整信号点和各待调整信号点对应的偏移点重新进行连接,得到目标无人机的最终勘察路径。
本发明实施例通过设定无人机的初始勘察路径,并通过各障碍物的障碍情况和目标无人机的安全飞行信息进行二次勘察路径设定,接着根据各勘察点的信号情况进行最终勘察路径设定,提高了无人机最终勘察路径设定的可靠性和可信度,降低了最终勘察路径设定的偏差,同时提高了河道垃圾治理效率和降低了巡检人员风险,为相关部门制定更精准的清理方案提供了帮助和方向。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、初始勘察路径设定:提取目标无人机的常规设定飞行高度,将目标河道按照设定的长度划分为各勘察区域,定位各勘察区域的中心点,并将其记为各初始勘察点,将各初始勘察点依次进行连接,得到目标河道中心线,并将常规设定飞行高度下的目标河道中心线作为目标无人机的初始勘察路径;
S2、障碍物信息采集分析:采集目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度和障碍覆盖面积,分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,若存在某勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数小于设定值,则表明初始勘察路径规划不合理,并执行S3步骤;
S3、二次勘察路径设定:将设定合理性评价指数小于设定值的初始勘察点记为待调整勘察点,反之,记为无需调整勘察点,以各待调整勘察点为中心随机布设各监测点,采集各待调整勘察点所属勘察区域内的监测信息,计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,并进行目标无人机的二次勘察路径设定;
S4、信号信息采集分析:将二次勘察路径中的各点重新记为各勘察点,采集各勘察点对应的信号强度,若某勘察点对应的信号强度小于设定参照的信号强度,则将该勘察点记为待调整信号点,反之,记为无需调整信号点,以各待调整信号点为中心进行信号检索,得到各待调整信号点对应的各信号检索点,采集各信号检索点的检索信息,计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数;
S5、最终勘察路径设定:设定目标无人机的最终勘察路径;
所述分析各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,具体分析过程为:
A1、从云数据库中提取目标无人机的安全飞行预留高度和安全飞行预留面积,并分别记为和/>;
A2、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的高度与目标无人机的常规设定飞行高度进行对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行高度差,记为,其中,/>表示勘察区域的编号,/>,/>表示障碍物的编号,/>;
A3、将目标河道中各勘察区域内各障碍物的障碍覆盖面积与目标无人机的安全飞行预留面积进行重叠对比,得到各勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积,计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数;
A4、计算各勘察区域中初始勘察点的设定合理性评价指数,,其中,/>和/>分别表示设定参照的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数,/>和/>分别表示设定的飞行高度偏差和覆盖面积层面的设定合理性评价指数对应初始勘察点的设定合理性评价占比权重,/>表示障碍物数目,/>表示自然常数;
所述计算各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数,具体计算过程为:
B1、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积均为0,则将该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数记为;
B2、若某勘察区域内各障碍物与目标无人机之间的飞行重叠面积存在不为0时,则提取该勘察区域内飞行重叠面积不为0的障碍物数目和最大飞行重叠面积,并分别记为和,计算该勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数/>,,其中,/>和/>分别表示设定参照的障碍物数目占比和飞行重叠面积,/>和/>分别表示设定的障碍物数目占比和飞行重叠面积对应覆盖面积层面的设定合理性评价占比权重;
B3、综上,各勘察区域中初始勘察点对应覆盖面积层面的设定合理性评价指数的取值为/>或者/>,其中,/>;
所述监测信息包括各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积;
所述计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:
C1、从监测信息中提取各待调整勘察点所属勘察区域内的各监测点与各障碍物之间的高度差和以各监测点为中心的安全飞行预留面积与各障碍物的障碍覆盖面积之间的重叠面积,并分别记为和/>,其中,/>表示待调整勘察点的编号,/>,/>表示监测点的编号,/>;
C2、计算各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数,,其中,/>表示设定参照的重叠面积占比,/>和/>分别表示设定的高度差和重叠面积占比对应监测点的设定合理性评价占比权重;
所述进行目标无人机的二次勘察路径设定,具体设定方式为:
D1、从各待调整勘察点所属勘察区域内各监测点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的监测点,并将其作为各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点;
D2、将各无需调整勘察点和各待调整勘察点所属勘察区域内的二次勘察点重新进行连接,得到目标无人机的二次勘察路径;
所述检索信息包括在各监测时间段内的信号强度和与对应各待调整信号点之间的距离;
所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,具体计算过程为:
E1、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度,将其进行均值计算,得到各待调整信号点对应的各信号检索点的平均信号强度,并作为各待调整信号点对应的各信号检索点的信号强度,记为,其中,/>表示待调整信号点的编号,/>,/>表示信号检索点的编号,/>;
E2、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度;
E3、从检索信息中提取各待调整信号点对应的各信号检索点与对应各待调整信号点之间的距离,记为;
E4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数,,其中,/>、/>和/>分别表示设定参照的信号强度、信号稳定度和距离,/>、/>和/>分别表示设定的信号强度、信号稳定度和距离对应信号检索点的设定合理性评价占比权重;
所述计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,具体计算过程为:
F1、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度与设定的标准信号强度进行对比,得到各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差;
F2、将各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差与设定参照的信号强度偏差进行对比,若某待调整信号点对应的某信号检索点在某监测时间段内的信号强度偏差大于或者等于设定参照的信号强度偏差,则将该监测时间段记为信号异常时间段,统计各待调整信号点对应的各信号检索点的信号异常时间段数目,记为;
F3、从各待调整信号点对应的各信号检索点在各监测时间段内的信号强度偏差中提取最大值,记为;
F4、计算各待调整信号点对应的各信号检索点的信号稳定度,,其中,/>和/>分别表示设定参照的信号异常时间段数目和信号强度偏差,/>和/>分别表示设定的信号异常时间段数目和信号强度偏差对应信号稳定度评估占比权重。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信技术的无人机勘察路径规划方法,其特征在于:所述设定目标无人机的最终勘察路径,具体设定过程为:
G1、从各待调整信号点对应的各信号检索点的设定合理性评价指数中提取最大设定合理性评价指数对应的信号检索点,并将其作为各待调整信号点对应的偏移点;
G2、将各无需调整信号点和各待调整信号点对应的偏移点重新进行连接,得到目标无人机的最终勘察路径。
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