物联网数据收集中基于负载均衡的无人机-车联合轨迹规划

为了提升大规模物联网数据收集的效率，提出了一种基于负载均衡区域划分的多无人机-车联合轨迹规划算法，其中，无人机作为空中基站收集物联网设备的数据，地面无人车作为移动电池更换站以弥补无人机能量的不足。为了缩短整体任务完成时间，优化目标为最小化所有无人机-车中最长的任务完成时间，将该问题建模为多站点车辆路由问题的一个变种，并从负载均衡的角度对其进行求解。具体来说，首先通过负载均衡区域划分算法将物联网设备分配到无人机-车的服务区，在此基础上，多站点无人机-车的轨迹规划问题退化为多个独立的单站点单组无人机-车的轨迹规划问题，进而设计联合轨迹规划策略优化各个服务区中的路径。数值结果验证了所提算法在任务完成时间和负载均衡度方面优于对比算法。