一种无人机调度路线规划方法
专利汇可以提供一种无人机调度路线规划方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本方法为无人机调度路线规划方法，通过对天气数据使用 机器学习 的方法进行获得可靠的天气 预测模型 。并使用天气预测模型对路线上点的安全概率进行分析。通过已知地图中的预测安全概率中求出最安全的飞行路径。从而完成无人机调度路线的规划方法。本 发明 的无人机调度路线规划方法，能够在一定程度上降低 飞行器 的损耗和无人机使用的成本。，下面是一种无人机调度路线规划方法专利的具体信息内容。
1.一种无人机调度路线规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：首先通过气象局API获取气象局的多个预测模型对无人机路线规划区域的每小时的风速和降水的预测数据，其格式为(某天，某小时，x坐标，y坐标，某模型，风速值)和(某天，某小时，x坐标，y坐标，某模型，降水值)，其中(x，y)为无人机路径规划地区的一张由N*M个方格组成的地图上的某个点的坐标，且x，y≥0；
S2：通过气象局API获取无人机路径规划地区每小时的真实的风速和降水数据，其格式为(某天，某小时，x坐标，y坐标，风速值)和(某天，某小时，x坐标，y坐标，降水值)，并为真实的风速和降水数据添加标签，降水大于等于设定值时标记为1，小于为0，风速大于等于设定值时标记为1，小于为0；
S3：将S1和S2中的数据进行相应的数据进行整合，获取到某天某小时某地的预测风速值和真实风速值以及降水值，对数据按一定比例随机分割为测试数据集和训练数据集；
S4：以S3中的训练数据集通过折叠交叉验证的方法分为n份，取其中n-1份作为训练集，其中1份作为交叉验证集，做n次折叠交叉验证；使用机器学习框架，并采用二分类方法，以气象局预测的模型数据作为特征值，真实数据的标签为预测值进行模型的训练，获得训练好的模型；
S5：使用S4中已经训练好的模型和S1的预测数据对需要规划路径的地区当天的天气进行预测，得到当天每个坐标点每个小时内的风速为1的概率和降水标签为1的概率，通过已知的标签对每个点赋予安全概率，安全概率计算公式如下：
P(x，y，T)＝log(1-风速标签为1的概率)+log(1-降水标签为1的概率)
S6：分别获取无人机的起点和终点的坐标(x1，y1)，(x2，y2)，截取两点之间往外扩一定格数的地图作为无人机调度算法所使用的地图，此时的地图包含地图信息以及当天地图上每个小时每个点的安全概率；
S7：通过动态规划的方式寻找(x1,y1)飞到(x2,y2)的最安全概率，其中动态规划中地图的每个点的安全概率会随飞行器飞行时间而变化，周期为每小时；飞行器在地图上每走一步所需时间为n分钟，步数t转化成时间T的公式为：T＝n*t mod 60；
用f(x,y,t)表示当前飞行器从初始点(x1,y1),用了t步走到(x,y)这个坐标上整条路径的安全概率，用p(x,y,t)来表示飞行器第t步停留在(x,y)这个坐标上的安全概率，则初始状态为f(x1,y1,0)＝p(x1,y1,0)，从起点(x1,y1)开始往四个方向扩展逐步扩展，这四个方向的状态分别为f(x1-1,y1,1)、f(x1,y1–1,1)、f(x1+1,y1,1)、f(x1,y1+1,1)；对于每一个中间状态f(x,y,t)，
f(x,y,t)＝max(f(x-1,y,t-1)，f(x,y–1,t-1)，f(x+1,y,t-1)，f(x,y+1,t-1))*P(x，y，T)
其中，f(x-1,y,t-1)，f(x,y–1,t-1)，f(x+1,y,t-1)，f(x,y+1,t-1)分别表示上一步的四个方向的安全概率，在第t步时飞行器安全停留的概率p(x,y,t)，p(x,y,t)＝P(x,y,n*t mod 60)；
把所有的f(x,y,t)计算完毕后，找出最大的f(x2,y2,Tm)值，其结果就是飞行器用了Tm步从(x1,y1)飞到(x2,y2)的最安全概率；
S8：根据S7计算出的初始点的最安全概率对应的最优起飞时间，和根据该最优起飞时间计算出的所有规划路径中的最安全概率对应的一条路径，即为两点之间的飞行路线，从而完成无人机调度路线的规划方法。
2.根据权利要求1所述的无人机调度路线规划方法，其特征在于，N*M地图的正方形大小为100m2或500m2或1000m2。
3.根据权利要求1所述的无人机调度路线规划方法，其特征在于，所述的机器学习框架可以为XGBoost、tensorflow或LightGBM。
4.根据权利要求1所述的无人机调度路线规划方法，其特征在于，飞行器每走一步需要的时间n为1分钟或2分钟或5分钟或10分钟。
5.根据权利要求1所述的无人机调度路线规划方法，其特征在于，当风速值大于等于
10m/s时，风速值判断为1；当降水值大于等于3mm时，降水值判断为1。
6.根据权利要求1所述的无人机调度路线规划方法，其特征在于，当风速值大于等于
15m/s时，风速值判断为1；当降水值大于等于4mm时，降水值判断为1。
一种无人机调度路线规划方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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