基于SVG编队图形的无人机集群点位生成方法及装置

本发明涉及无人机集群控制的，尤其涉及一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法及装置。

背景技术：

1、无人机集群编队需要按照预定图形生成与无人机数量相匹配的点位坐标，并兼顾图形辨识度、无人机安全间距及点位间的拓扑连通关系。可缩放矢量图形采用数学参数和路径指令描述二维图形，具有缩放不失真、路径语义清晰及便于解析等特点，可用于表示无人机集群的目标编队图形。现有点位生成方法通常采用均匀弧长采样或几何离散方式，将图形路径划分为若干离散坐标点并直接输出。该类方法虽然计算过程简单、生成速度较快，但难以根据曲率变化、端点、拐点及交点等局部几何特征调整采样密度，在无人机数量有限时，容易出现复杂曲线区域点位不足、简单路径区域点位冗余等情况，难以兼顾点位利用效率与编队图形的几何保真度。

2、扩散概率模型通过逐步加噪和逐步去噪生成目标样本，可用于无人机编队点位的生成式建模，并能够提高复杂点位分布的表达能力。然而，现有扩散概率模型及点云生成方法的优化目标通常侧重于生成数据与训练样本之间的统计分布拟合，缺少对无人机编队实际约束的直接表达。若未将安全间距和拓扑连通约束嵌入训练或推理过程，生成点位可能出现局部距离过小、连接关系断裂及整体结构退化等问题，仍需依赖人工检查或事后调整，难以同时保证编队图形的可识别性、拓扑完整性和部署安全性。如何妥善的解决上述问题，就成为了业界亟待解决的课题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法及装置，用以提高编队点位生成的自动化程度，并兼顾图形保真、拓扑连通及无人机部署安全性。

2、根据本发明的第一方面，提供一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法，该基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法包括：

3、s1、获取svg编队图形，对所述svg编队图形中的路径指令进行解析，得到组成所述svg编队图形的几何图元，基于所述几何图元提取几何特征点并解析所述几何图元之间的拓扑关系，得到结构化拓扑骨架和与预设无人机数量对应的参考邻接矩阵，并对所述svg编队图形进行栅格化渲染和像素归一化处理，得到归一化svg渲染图；

4、s2、将所述归一化svg渲染图输入条件编码器进行多层特征编码，得到用于表征所述svg编队图形局部空间特征的条件特征序列，并依据所述预设无人机数量生成初始高斯噪声点位集合；

5、s3、针对每一去噪时间步，将当前噪声点位集合、所述去噪时间步和所述条件特征序列输入点云去噪器，得到所述当前噪声点位集合对应的噪声预测结果，并依据所述当前噪声点位集合、所述噪声预测结果以及所述去噪时间步对应的噪声调度参数进行tweedie估计，得到当前干净点位估计集合；

6、s4、获取当前去噪时间步的约束信号信噪比，当所述约束信号信噪比达到预设激活阈值时，依据所述当前干净点位估计集合中各点对之间的距离计算安全间距损失，依据所述当前干净点位估计集合的近邻关系和所述参考邻接矩阵计算连通保持损失，对所述安全间距损失和所述连通保持损失进行加权融合，得到拓扑约束损失，并依据所述拓扑约束损失修正所述当前噪声点位集合的去噪更新方向，当所述约束信号信噪比未达到所述预设激活阈值时，依据所述噪声预测结果对所述当前噪声点位集合进行基础去噪更新，将经修正的去噪更新结果或所述基础去噪更新结果作为下一去噪时间步的当前噪声点位集合进行迭代处理，得到生成点位集合；

7、s5、检测所述生成点位集合中各点对之间的距离，对距离小于预设安全阈值的点对施加使所述点对相互远离的位移，并对位移后的点位集合重复进行距离检测和位移处理，得到满足所述预设安全阈值的安全点位集合，将所述安全点位集合由归一化画布坐标映射至无人机部署坐标，得到无人机集群点位坐标。

8、根据本发明的第二方面，提供一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成装置，包括：

9、获取模块，用于获取svg编队图形，对所述svg编队图形中的路径指令进行解析，得到组成所述svg编队图形的几何图元，基于所述几何图元提取几何特征点并解析所述几何图元之间的拓扑关系，得到结构化拓扑骨架和与预设无人机数量对应的参考邻接矩阵，并对所述svg编队图形进行栅格化渲染和像素归一化处理，得到归一化svg渲染图；

10、生成模块，用于将所述归一化svg渲染图输入条件编码器进行多层特征编码，得到用于表征所述svg编队图形局部空间特征的条件特征序列，并依据所述预设无人机数量生成初始高斯噪声点位集合；

11、估计模块，用于针对每一去噪时间步，将当前噪声点位集合、所述去噪时间步和所述条件特征序列输入点云去噪器，得到所述当前噪声点位集合对应的噪声预测结果，并依据所述当前噪声点位集合、所述噪声预测结果以及所述去噪时间步对应的噪声调度参数进行tweedie估计，得到当前干净点位估计集合；

12、更新模块，用于获取当前去噪时间步的约束信号信噪比，当所述约束信号信噪比达到预设激活阈值时，依据所述当前干净点位估计集合中各点对之间的距离计算安全间距损失，依据所述当前干净点位估计集合的近邻关系和所述参考邻接矩阵计算连通保持损失，对所述安全间距损失和所述连通保持损失进行加权融合，得到拓扑约束损失，并依据所述拓扑约束损失修正所述当前噪声点位集合的去噪更新方向，当所述约束信号信噪比未达到所述预设激活阈值时，依据所述噪声预测结果对所述当前噪声点位集合进行基础去噪更新，将经修正的去噪更新结果或所述基础去噪更新结果作为下一去噪时间步的当前噪声点位集合进行迭代处理，得到生成点位集合；

13、映射模块，用于检测所述生成点位集合中各点对之间的距离，对距离小于预设安全阈值的点对施加使所述点对相互远离的位移，并对位移后的点位集合重复进行距离检测和位移处理，得到满足所述预设安全阈值的安全点位集合，将所述安全点位集合由归一化画布坐标映射至无人机部署坐标，得到无人机集群点位坐标。

14、根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，电子设备包括：通信接口，处理器，存储器；

15、其中，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令当被通过所述通信接口与所述存储器通信连接的所述处理器执行时实现上述的任一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法。

16、根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被计算机（例如，计算机中的处理器）执行时实现上述的任一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法。

17、综上所述，本发明提供一种基于svg编队图形的无人机集群点位生成方法及装置，该方法包括：解析可缩放矢量图形格式的编队图形路径，提取几何图元、几何特征点及拓扑关系，生成结构化拓扑骨架、参考邻接矩阵和归一化渲染图；对归一化渲染图进行特征编码，结合初始高斯噪声点位集合逐时间步去噪，通过tweedie估计获得干净点位估计集合；根据约束信号信噪比选择性引入安全间距损失和连通保持损失修正去噪方向，迭代生成点位集合，再经距离检测、排斥位移和坐标映射，得到无人机集群点位坐标。本发明的技术方案可自动将svg编队图形转换为无人机集群点位坐标，并在去噪过程中引入安全间距和连通保持约束，使生成结果兼顾图形特征与拓扑完整性；通过距离校正减少点位冲突，提高编队生成效率、安全性和部署可靠性。

18、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书和附图中所特别指出的结构来实现和获得。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。