[發(fā)明專利]基于模糊虛擬力的無人機航路規(guī)劃方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010187959.2 | 申請日： | 2010-06-01 |
| 公開（公告）號： | CN102269593A | 公開（公告）日： | 2011-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 董卓寧;陳宗基;周銳;李衛(wèi)琪 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類號： | G01C21/24 | 分類號： | G01C21/24 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 模糊 虛擬 無人機 航路 規(guī)劃 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種無人機的航路規(guī)劃方法，特別是一種基于模糊虛擬力的無人機航路規(guī)劃方法。
背景技術(shù)
航路規(guī)劃是無人機領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容，航路規(guī)劃問題是在特定約束的條件下，實時求取一條介于起始點與目標(biāo)點間的最優(yōu)或可行的航路，使得執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的無人機能突防敵方的威脅環(huán)境，并在敵方防空區(qū)域內(nèi)完成特定任務(wù)，同時保存自己，達(dá)到最佳的作戰(zhàn)效果。
目前研究中，常采用基于虛擬力(VF)的航路規(guī)劃方法。該方法最初是專為快速移動機器人實時避障而設(shè)計的，可使機器人在障礙物之間快速、連續(xù)并且平穩(wěn)地運動。其基本思想是將機器人作為工作空間的一個質(zhì)點，在虛擬力的作用下移動。虛擬力函數(shù)通常定義為自由空間中來自目標(biāo)點的引力與來自障礙物的斥力的疊加。虛擬力法的最顯著的特點是算法簡潔、實時性強。
利用虛擬力方法的航路規(guī)劃過程如下：
定義無人機航路規(guī)劃過程為一個虛擬的無人機沿給定起始點和目標(biāo)點的特定航路移動的過程。虛擬力分為兩部分：來自規(guī)劃目標(biāo)點的虛擬引力以及來自各威脅的虛擬斥力。虛擬力法航路規(guī)劃，其方向的改變?nèi)Q于虛擬力的方向，因此基于虛擬力的航路規(guī)劃過程可看成是一個混雜系統(tǒng)的優(yōu)化問題。其中移動過程是連續(xù)的，方向改變是離散的。在這個混雜系統(tǒng)中，由于目標(biāo)給定因此末態(tài)已知，而時間未知。
混雜系統(tǒng)優(yōu)化主要是解決航路規(guī)劃在何時進(jìn)行切換來保證航路最優(yōu)，代價最小。
該混雜系統(tǒng)的演化規(guī)律可由如下微分動態(tài)方程表示：
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