本發(fā)明屬于無人機，具體涉及一種基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的多無人機林區(qū)巡邏方法。

背景技術(shù)：

1、林區(qū)巡邏是林業(yè)管理中必不可少的部分，近年來極端高溫天氣頻發(fā)，對林區(qū)防火提出了極大挑戰(zhàn)。在此背景下，林區(qū)巡邏若能夠提高巡邏效率、監(jiān)測覆蓋率，增強監(jiān)測時效性，必然能夠有效預防林區(qū)火情，降低林區(qū)消防壓力。其中林區(qū)巡邏所采用的平臺以及巡邏路徑的規(guī)劃對巡邏效率、監(jiān)測覆蓋率以及監(jiān)測實時性影響最大。先進的巡邏平臺能大幅提升監(jiān)測覆蓋率、增強監(jiān)測時效性，而合理的巡邏方法則能將巡邏效率有效提高。

2、廣義變鄰域搜索算法(gvns)是一種啟發(fā)式優(yōu)化算法，其核心思想是在搜索過程中動態(tài)地選擇不同的鄰域結(jié)構(gòu)進行搜索，以發(fā)現(xiàn)更優(yōu)的解。gvns與其他主流優(yōu)化算法相比的主要區(qū)別在于使用多個鄰域結(jié)構(gòu)來探索更廣闊搜索空間，并使用震蕩多樣化進行全局搜索拓展，而廣義變鄰域算法的缺陷在于收斂速度慢，容易陷入局部最優(yōu)狀態(tài)。

3、對于以上情況，針對多無人機林區(qū)巡邏問題和現(xiàn)有廣義變鄰域搜索算法存在的缺陷，有必要進行解決，提出一種方法解決當前算法存在的缺陷并獲得最優(yōu)的多無人機林區(qū)巡邏路徑方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有林區(qū)巡邏方法存在的缺陷，本發(fā)明提供基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的多無人機林區(qū)巡邏方法。

2、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的技術(shù)方案包含以下步驟：

3、第一方面，本發(fā)明提供基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的多無人機林區(qū)巡邏方法，包括以下步驟：

4、步驟(1)：生成抽象林區(qū)地圖g；

5、步驟(2)：根據(jù)抽象林區(qū)地圖g，基于fcm算法求解出最佳巡邏林區(qū)劃分；

6、步驟(3)：基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的以巡邏效率最高為目標求解各林區(qū)劃分最佳巡邏路線；

7、步驟(4)：將各個林區(qū)劃分最佳巡邏路徑推送至無人機平臺，由無人機完成林區(qū)巡邏任務(wù)。

8、第二方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，當所述計算機程序在計算機中執(zhí)行時，令計算機執(zhí)行所述的方法。

9、第三方面，本發(fā)明提供一種計算設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有可執(zhí)行代碼，所述處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時，實現(xiàn)所述的方法。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

11、高效性：本發(fā)明提出一種雙自適應(yīng)更新機制，根據(jù)當前算法執(zhí)行情況動態(tài)調(diào)整震蕩順序so，避免在效果較差震蕩算子上多次搜索造成不必要的搜索浪費，從而提高算法搜索效率。同時自適應(yīng)調(diào)整鄰域搜索順序lso，在鄰域結(jié)構(gòu)不均衡的情況下，優(yōu)先搜索權(quán)重更高的鄰域結(jié)構(gòu)，能夠有效提升尋找最優(yōu)解的效果。

12、魯棒性：本發(fā)明改進原廣義變鄰域搜索算法使用的雙自適應(yīng)機制能夠在不需要使用先驗知識的情況下動態(tài)更新鄰域搜索順序及震蕩順序，避免了因鄰域結(jié)構(gòu)不合理造成的收斂速度下降，減少了不合理的震蕩順序所造成的過度震蕩，在震蕩算子上取得較優(yōu)結(jié)果時對震蕩頻數(shù)加一進行更新，可快速變換震蕩順序，實現(xiàn)在較廣林區(qū)內(nèi)進行路徑搜索，避免陷入局部最優(yōu)情況；在鄰域搜索算子上取得較優(yōu)結(jié)果時，對鄰域搜索權(quán)按照優(yōu)化力度進行非線性更新，可實現(xiàn)在較小林區(qū)范圍內(nèi)進行細致搜索，提升無人機巡邏路徑最優(yōu)解質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的多無人機林區(qū)巡邏方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟(1)具體包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟(1.5)具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟(2)具體包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于步驟(2.2)具體包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟(3)具體包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于步驟(3.8)具體包括以下步驟：

8.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，當所述計算機程序在計算機中執(zhí)行時，令計算機執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法。

9.一種計算設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有可執(zhí)行代碼，所述處理器執(zhí)行所述可執(zhí)行代碼時，實現(xiàn)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開基于雙自適應(yīng)變鄰域搜索算法的多無人機林區(qū)巡邏方法。采用分區(qū)巡邏，多無人機同時參與巡邏。通過地圖抽象將林區(qū)現(xiàn)實環(huán)境及無人機相關(guān)參數(shù)整合為數(shù)學模型，方便路徑規(guī)劃的進行。在地圖抽象過程中引入火情數(shù)據(jù)，設(shè)定火險閾值，充分考慮巡邏林區(qū)情況及季節(jié)因素，提升監(jiān)測效率。通過對原廣義變鄰域搜索算法進行改進得到雙自適應(yīng)變鄰域搜索方法，采用雙自適應(yīng)更新機制動態(tài)更新震蕩算子順序提高了算法跳出局部最優(yōu)的能力，動態(tài)更新鄰域搜索順序提升算法在局部搜索時的收斂速度巡邏路徑規(guī)劃。通過本方法尋找進行巡邏路徑規(guī)劃，能夠?qū)崿F(xiàn)巡邏區(qū)域全覆蓋，巡邏路徑最優(yōu)，巡邏效率最高，實現(xiàn)監(jiān)測覆蓋率、檢測時效性、巡邏效率的顯著提升。

技術(shù)研發(fā)人員：邱仁志,鄢臘梅,呂杭汀,吳賢清,郭書桓,張騰達,潘琳,譚旭,劉正清,林成
受保護的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17