多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法和系统与流程

技术特征：
1.一种多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：s1、获取待巡检配网线路信息、无人机数量及编号、停机坪信息和配网线路的权重，所述配网线路的权重为配网线路距离上一次被巡检的间隔天数；s2、基于待巡检配网线路信息、无人机数量及编号、停机坪信息和配网线路的权重，以无人机所巡检配网线路的权重之和最大化为优化目标构建团队定向问题模型；s3、对所述团队定向问题模型求解，获取多无人机配网自主巡检的最优路径。2.如权利要求1所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述团队定向问题模型包括目标函数和约束条件；所述目标函数采用公式(1)来表示：其中：i,j为待巡检配网的编号；w
i
为配网线路i的权重；x
ij
为二元决策变量的取值，当无人机巡检完配网线路i后对配网线路j进行巡检时，x
ij
＝1，反之则x
ij
＝0。3.如权利要求1所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述约束条件包括：约束条件包括：约束条件包括：约束条件包括：t
p
≤t
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)(6)(6)其中：l
i
表示无人机对配网线路i进行巡检时要飞行的长度；t表示所有待巡检配网线路的集合；0和n 1分别代表无人机起点和终点的位置编号；a代表无人机的起点、终点以及所有待巡检配网线路组成的集合；p表示无人机巡检任务路径；t
max
代表无人机最大行程时间；v1为无人机在两端配网线路之间的飞行速度；v2为无人机对配网进行巡检时的飞行速度；t
p
代表无人机的飞行路径p的总飞行时间；u
i
,u
j
分别为目标i和目标j在无人机路径中的顺序；式(2)表示无人机从配网线路i飞往配网线路j并完成对配网线路j的巡检的时间；式(3)表示无人机巡检任务路径p对应的任务执行时间；式(4)表示无人机必须从起点出发，并最终返回终点；式(5)表示每个配网线路最多只能被巡检一次；式(6)是无人机续航能力的
约束；式(7)和(8)避免了子路径；式(9)为二元决策变量的取值，当无人机巡检完配网线路i后对配网线路j进行巡检时，x
ij
＝1，反之则x
ij
＝0。4.如权利要求1～3任一所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述s3包括：s301、设定染色体编码方式和设置单亲遗传算法的执行参数；s302、根据设定染色体编码方式、单亲遗传算法的执行参数和待巡检配网线路的集合初始化种群，得到初始种群；s303、计算初始种群中所有个体的适应度值，得到初始种群的适应度值；s304、从父代种群中选择临时种群；s305、生成2个随机突变片段选择点i和j、以及突变片段插入位置p；s306、以四种变异算子对临时群体中的每个个体进行变异，每次变异得到的个体和临时种群中的原个体加入子代种群；s307、获取子代种群的适应度，并与父代种群的适应度值进行比较，若子代种群的适应度优于父代种群的适应度值，则子代种群取代父代种群，否则保留父代种群；s308、从父代种群中选择适应度值最大的个体，记为最优解；s309、更新当前迭代次数，判断是否达到最大迭代次数，若是，输出最优解，否则，返回步骤s304，最优解为最优任务分配方案的编码。5.如权利要求4所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述s302包括：s302a、将待巡检配网线路的集合中的编号随机排列得到一个序列h；s302b、根据无人机数量k随机设置k-1个中断点，从而将序列h分成k段，确定每个无人机应该检查的配网线路；s302c、根据预设的种群规模重复步骤s302a-s302b，得到初始种群，所述初始种群包括多个任务分配方案，所述任务分配方案所述多无人机中每架无人机的任务执行顺序及对应的站点编号，所述任务执行顺序包括无人机依次经过的待巡检配网线路的编号。6.如权利要求4所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，所述s304包括：s304a、从父代种群中使用轮盘赌选择5个未被选择的个体；s304b、从刚刚选出的5个个体中找出适应度值最高的个体，将适应度值最高的个体存入到临时种群中，重复步骤s304a～s304b，直到父代种群中所有的个体都被轮盘赌选中。7.如权利要求4所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法，其特征在于，在所述s306中，以四种变异算子对临时群体中的每个个体进行四次变异，所述四种变异包括：变异算子swapinsert、flipinsert、lslideinsert、rslideinsert；其中：变异算子swapinsert的变异为：交换位置i、j的序列号，交换位置i 1和j-1的序列号，然后将位置i至j这一片段插入到插入位置p；变异算子flipinsert的变异过程为：反转片段i到j-1中的序列号，然后将位置i至j-1这一片段插入到插入位置p；变异算子lslideinsert的变异过程为：i至j中的序列号向左循环移位一个位置，交换
位置i 1和j-1的序列号，然后将位置i至j这一片段插入到插入位置p；变异算子rslideinsert的变异过程为：i至j中的序列号向右循环移位一个位置，交换位置i 1和j-1的序列号，然后将位置i至j这一片段插入到插入位置p。8.一种多无人机协同巡检配网线路的航迹规划系统，其特征在于，所述系统包括：数据获取模块，用于获取待巡检配网线路信息、无人机数量及编号、停机坪信息和配网线路的权重，所述配网线路的权重为配网线路距离上一次被巡检的间隔天数；模型构建模块，用于基于待巡检配网线路信息、无人机数量及编号、停机坪信息和配网线路的权重，以无人机所巡检配网线路的权重之和最大化为优化目标构建团队定向问题模型；模型求解模块，用于对所述团队定向问题模型求解，获取多无人机配网自主巡检的最优路径。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储用于多无人机协同巡检配网线路的航迹规划的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1～7任一所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1～7任一所述的多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法。

技术总结
本发明提供一种多无人机协同巡检配网线路的航迹规划方法和系统，涉及路径规划技术领域。本发明基于待巡检配网线路信息、无人机数量及编号、停机坪信息和配网线路的权重，以无人机所巡检配网线路的权重之和最大化为优化目标构建团队定向问题模型；对所述团队定向问题模型求解，获取多无人机配网自主巡检的最优路径。在本发明中，通过将每条配网线路距离上一次被巡检的间隔天数作为该线目标的权重，并基于权重进行建模求解，着重考虑了配网线路两次巡检之间的间隔时间问题，能有效防止配网线路长期未被巡检，从而提升巡检任务的完成质量，减少安全隐患。减少安全隐患。减少安全隐患。


技术研发人员：朱默宁 项芮 罗贺 王国强 张歆悦 马滢滢 蒋儒浩 朱武 徐丽
受保护的技术使用者：安徽有云智能科技有限公司
技术研发日：2021.09.02
技术公布日：2022/2/7