本發(fā)明涉及無人機(jī)消防控制，尤其涉及一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法。

背景技術(shù)：

1、新能源場(chǎng)站是指集中接入電力系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)、太陽能電站等可再生能源發(fā)電設(shè)施的集合，包括發(fā)電設(shè)備、變壓器、儲(chǔ)能裝置等配套設(shè)備。因此，對(duì)于新能源場(chǎng)站的消防滅火，則顯得尤為重要。目前的無人機(jī)集群滅火方式僅為同時(shí)控制多臺(tái)無人機(jī)，難以發(fā)揮出無人機(jī)集群的滅火優(yōu)勢(shì)。

2、因此，如何提升無人機(jī)集群的滅火效率成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無人機(jī)集群滅火效率較低的缺陷。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，包括：

3、通過三維火場(chǎng)模型，動(dòng)態(tài)感知新能源場(chǎng)站的火情信息，包括火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息；

4、基于所述火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，對(duì)無人機(jī)集群實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)分發(fā)；

5、基于分發(fā)的多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)，通過復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)為所述無人機(jī)集群規(guī)劃三維路徑；

6、利用雙模冗余傳輸與分布式指令存儲(chǔ)機(jī)制發(fā)送滅火指令至無人機(jī)集群，控制無人機(jī)集群按照所述三維路徑進(jìn)行不同目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)的滅火。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述基于所述火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，對(duì)無人機(jī)集群實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)分發(fā)，包括：

8、基于所述火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，確定火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)；

9、確定無人機(jī)集群中的由載彈類型、載彈數(shù)量、續(xù)航時(shí)間和當(dāng)前位置的無人機(jī)能力矩陣；

10、根據(jù)所述火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)的大小，為所述無人機(jī)能力矩陣分配目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述基于所述火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，確定火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)，包括：

12、基于所述火情大小，確定火勢(shì)強(qiáng)度，基于所述著火點(diǎn)位置，確定設(shè)備價(jià)值，基于所述氣象信息，確定火勢(shì)蔓延系數(shù)；

13、基于所述火勢(shì)強(qiáng)度、所述設(shè)備價(jià)值和所述火勢(shì)蔓延系數(shù)，確定火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述確定無人機(jī)集群中的由載彈類型、載彈數(shù)量、續(xù)航時(shí)間和當(dāng)前位置的無人機(jī)能力矩陣，包括：

15、通過微型電子標(biāo)簽，確定每臺(tái)無人機(jī)的載彈類型，通過重量傳感器確定每臺(tái)無人機(jī)的載彈數(shù)量；

16、通過無人機(jī)續(xù)航預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)每臺(tái)無人機(jī)在不同條件下的續(xù)航時(shí)間；

17、通過定位模型實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)無人機(jī)當(dāng)前位置的定位；

18、以行代表無人機(jī)，列代表所述載彈類型、載彈數(shù)量、續(xù)航時(shí)間和當(dāng)前位置，構(gòu)建無人機(jī)能力矩陣。

19、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述根據(jù)所述火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)的大小，為所述無人機(jī)能力矩陣分配目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)，包括：

20、對(duì)火點(diǎn)價(jià)值評(píng)估參數(shù)進(jìn)行等級(jí)劃分，并提取每個(gè)等級(jí)的火情特征；

21、基于所述不同等級(jí)的火情特征，為無人機(jī)能力矩陣中的載彈類型、載彈數(shù)量、續(xù)航時(shí)間和當(dāng)前位置賦予動(dòng)態(tài)權(quán)重；

22、將劃分后的火情等級(jí)和火情特征作為環(huán)境狀態(tài)輸入，無人機(jī)能力矩陣中的各項(xiàng)參數(shù)作為動(dòng)作空間，輸出無人機(jī)能力匹配策略；

23、基于所述無人機(jī)能力匹配策略和任務(wù)優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行無人機(jī)的調(diào)度。

24、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述基于分發(fā)的多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)，通過復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)為所述無人機(jī)集群規(guī)劃三維路徑，包括：

25、基于新能源場(chǎng)站位置信息和新能源發(fā)電設(shè)備信息，建立新能源場(chǎng)站模型；

26、通過引力勢(shì)場(chǎng)和斥力勢(shì)場(chǎng)，構(gòu)建復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)；

27、基于所述新能源場(chǎng)站模型和所述復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)，采用梯度下降法進(jìn)行無人機(jī)集群三維路徑規(guī)劃。

28、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述基于所述新能源場(chǎng)站模型和所述復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)，采用梯度下降法進(jìn)行無人機(jī)集群三維路徑規(guī)劃，包括：

29、對(duì)所述新能源場(chǎng)站模型和所述復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)進(jìn)行參數(shù)初始化；

30、完成初始化后，依據(jù)復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)在所述新能源場(chǎng)站模型中，對(duì)無人機(jī)集群中的每架無人機(jī)進(jìn)行勢(shì)場(chǎng)力計(jì)算，得到復(fù)合勢(shì)場(chǎng)力；

31、基于復(fù)合勢(shì)場(chǎng)力，確定梯度方向；

32、按照預(yù)設(shè)步長(zhǎng)和所述梯度方向，確定無人機(jī)的下一個(gè)位置坐標(biāo)，直至生成三維路徑。

33、根據(jù)本發(fā)明提供的一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，所述生成三維路徑后，還包括：

34、采用路徑平滑算法對(duì)三維路徑進(jìn)行優(yōu)化；

35、結(jié)合新能源場(chǎng)站中的障礙物、續(xù)航時(shí)間和復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)參數(shù)對(duì)優(yōu)化后的三維路徑進(jìn)行再次優(yōu)化。

36、第二方面，本發(fā)明提供一種面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制裝置，包括：

37、感知模塊，用于通過三維火場(chǎng)模型，動(dòng)態(tài)感知新能源場(chǎng)站的火情信息，包括火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息；

38、分發(fā)模塊，用于基于所述火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，對(duì)無人機(jī)集群實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)分發(fā)；

39、規(guī)劃模塊，用于基于分發(fā)的多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)，通過復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)為所述無人機(jī)集群規(guī)劃三維路徑；

40、滅火模塊，用于利用雙模冗余傳輸與分布式指令存儲(chǔ)機(jī)制發(fā)送滅火指令至無人機(jī)集群，控制無人機(jī)集群按照所述三維路徑進(jìn)行不同目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)的滅火。

41、第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法。

42、第四方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法。

43、第五方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法。

44、本發(fā)明提供的面向新能源場(chǎng)站火災(zāi)應(yīng)急的滅火無人機(jī)集群控制方法，通過三維火場(chǎng)模型，動(dòng)態(tài)感知新能源場(chǎng)站的火情信息，包括火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息；基于火情大小、著火點(diǎn)位置和氣象信息，對(duì)無人機(jī)集群實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)分發(fā)；基于分發(fā)的多目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)，通過復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)為無人機(jī)集群規(guī)劃三維路徑；利用雙模冗余傳輸與分布式指令存儲(chǔ)機(jī)制發(fā)送滅火指令至無人機(jī)集群，控制無人機(jī)集群按照三維路徑進(jìn)行不同目標(biāo)優(yōu)化任務(wù)的滅火，利用復(fù)合人工勢(shì)場(chǎng)和三維火場(chǎng)模型的方式生產(chǎn)的三維路徑進(jìn)行滅火，與新能源場(chǎng)站的環(huán)境信息密切貼合，并且基于分配的任務(wù)進(jìn)行滅火的方式，與單純的統(tǒng)一控制方式相比，有效地提升了無人機(jī)集群的滅火效率。