[發明專利]結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法

在審

• 申請號: 201611069802.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106595663A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 鐘敏;張波;周保琢;姚天問
• 申請（專利權）人: 四川航天系統工程研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所51213
• 代理人: 袁辰亮

1.一種結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于：所述的方法包括以下步驟：

步驟一、改進A*算法搜索可行航跡

根據飛行器的性能約束改進A*算法的搜索方式，得到一條符合約束條件的航跡；

步驟二、可行航跡的優化預處理

將得到的航跡進行處理，使該航跡便于粒子群進化算法優化；

步驟三、粒子群進化算法最優化可行航跡

將處理后的航跡輸入給粒子群進化算法進行優化；

步驟四、最優航跡的后處理

處在同一直線上的所有航跡點歸納為一條直線段包含首尾兩個端點。

2.根據權利要求1所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟一包括：設定飛行器在飛行過程中以定高度方式飛行，并以該高度對三維地形做一個截面，同時將截面柵格化，并區分禁飛區域柵格點和可通行柵格點；根據飛行器的起飛性能約束確定在該平面內的起始點，根據打擊任務約束確定在該平面內的終止點。

3.根據權利要求2所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟一還包括：尋路時，按照柵格點組成的路徑進行搜索，點與點之間可直接通行，那么在進行搜索時，對于當前點周圍的八個點，或者再加上外圍的16個點進行評價，尋找滿足約束條件下花費代價最小的點作為下一步。

4.根據權利要求3所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟一還包括：將啟發函數描述為F＝G+H,其中，G取為從當前點到下一點的歐式距離，H取為某一點到目標點的歐式距離，F表示從當前點到目標點的總距離。

5.根據權利要求4所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟一中所述約束條件包括：最大航跡長度，從起始點到終止點的總航跡長度不能超過設定值；

禁飛區約束，柵格點處于地形障礙或者威脅區域內，不可經過；

轉彎半徑，在尋找下一步可擴展點時，只有符合轉彎半徑的一部分點可擴展。

6.根據權利要求1所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟二包括：

將處在同一直線上的所有航跡點歸納為一條直線段包含首尾兩個端點；

或者，將處在同一弧線上的所有航跡點則歸納為兩條切線段，包含首尾兩個端點和非別過首尾兩點的兩條切線的交點。

7.根據權利要求1所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟三包括：

步驟1，確定DE控制參數和所采用的具體策略；

步驟2，隨機產生初始種群，進化代數t＝1；

步驟3，對初始航跡線進行評價，即計算初始種群中每個個體的適應度值；

步驟4，判斷是否達到終止條件或進化代數達到最大，若是，則進化終止，將此時的最佳個體作為輸出，若否，繼續；

步驟5，進行變異和交叉操作，對邊界條件進行處理，得到臨時航跡線；

步驟6，對臨時航跡線進行評估，計算臨時航跡線中每個航跡點的適應度值；

步驟7，進行選擇操作，得到新航跡線；

步驟8，進化代數t＝t+1，轉步驟4。

8.根據權利要求7所述的結合搜索與優化的飛行器自主航跡規劃方法，其特征在于所述的步驟1中DE控制參數包括：種群數量、變異算子、交叉算子、最大進化代數、終止條件。