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申请/专利权人：同济大学

摘要：本发明提出了一种适用于空地协同系统的装箱式区域划分方法，包括装箱初始化和装箱操作两个主要步骤：装箱初始化的目的是通过选择第一个装入箱子的目标点来确定箱子的位置。选择距离所有已装箱点质心最近的目标点装入新的箱子。首个箱子的第一个装箱点选择距离所有目标点质心最远的点。在装箱初始化后，装箱操作将为新生成的箱子装入其他目标点。一个箱子的第一个装箱点被设置为无人车停留的起点。生成的箱子优先打包距离起点最近的目标点，从而装入尽可能多的目标点。装箱初始化和装箱操作交替迭代，直至所有的目标点均完成装箱。本发明相比于传统方法利用聚类划分目标区域减少了额外的充电时间和运输时间，提高了空地协同系统的任务执行效率。

主权项：1.一种适用于空地协同系统的装箱式区域划分方法，具体的实现步骤为：步骤1.1：设置含有n个侦测目标点的侦测目标区域V＝{v1,...,vi,...,vn}，初始化算法参数：无人车行驶速度无人机飞行速度车-机间通信范围d，无人机最长工作时间Tc，无人机耗电速率无人车充电速率初始化未装箱目标点集合U＝V，已装箱目标点集合各个子区域起点集合Θ＝φ，子区域数量l＝1；步骤1.2：初始化无人机路径集合Pa＝φ和总飞行时间Ta＝0，无人车路径集合Pg＝φ和总行驶时间Tg＝0；步骤1.3：确定第一个子区域的起点θl并将其加入各个子区域起点集合中；步骤1.4：为第一个子区域装入其他目标点并确定无人机在该子区域内的最短飞行路径和所需时间；首先执行装箱过程：设定装箱条件为目标点位于无人车的通信范围内且无人机还有足够电量前往遍历，以装箱的形式按照距离远近的顺序将所有符合条件的未装箱目标点划入θl所在的子区域bl，直至未装箱目标点集合内不存在任何符合条件的未装箱目标点；最终利用路径规划算法确定无人机遍历该子区域内所有目标点的路径闭环Pl和所需的时间Tl，更新无人机路径集合Pa＝{Pl}∪Pa和无人机总飞行时间Ta＝Tl+Ta；步骤1.5：更新子区域数量计数并确定下一个子区域的起点；更新子区域数量l＝l+1；计算已装箱目标点集合的质心公式如下： 将与距离最近的未装箱目标点设置为第l个子区域的起点θl，公式如下： 并将θl加入各个子区域起点集合Θ＝{θl}∪Θ；步骤1.6：为新生成的子区域装入其他目标点并确定无人机在该子区域内的最短飞行路径和所需时间；首先执行装箱过程：以装箱的形式按照距离远近的顺序将所有符合条件的未装箱目标点划入θl所在的子区域Bl，直至未装箱目标点集合内不存在任何符合条件的未装箱目标点；最终利用路径规划算法确定无人机遍历该子区域内所有目标点的路径闭环Pl；计算无人机在该子区域内的飞行Tl，公式如下： 更新无人机路径集合Pa＝{Pl}∪Pa和无人机总飞行时间Ta＝Tl+Ta；步骤1.7：若未装箱目标点集合不为空，则执行步骤1.5，否则执行步骤1.8；步骤1.8：使用路径规划算法确定无人车遍历所有子区域起点集合Θ的路径闭环Pg；计算无人车行驶时间Tg，公式如下： 其中pΘ表示无人机所遍历的最后一个子区域的起点；步骤1.9：计算无人机充电的等待时间Tw，公式如下： 步骤1.10：计算完成侦测任务所需的总时间T，公式如下：T＝Ta+Tg+Tw步骤1.11：输出无人机飞行路径Pa，无人车行驶路径Pg和所需总时间T。

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