[發明專利]一種無人偵察機航路規劃方法

有效

• 申請號: 201911346711.3
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111121784B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 朱威仁
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

1.一種無人偵察機航路規劃方法，其特征在于，包括：

確定無人偵察機本次任務中的出發點、終點、敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域；

隨機生成M組D個點；其中，D個點的橫坐標將出發點和終點之間的連線進行D+1等分，D個點的縱坐標表征該點到連線的偏移量，D和M都為自然數；每一組點的縱坐標集合作為一個可行解；

在出發點、終點、敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的條件下，將M個可行解經過頭腦風暴優化算法多次迭代，確定出無人偵察機本次任務的最優解和最優路徑；

其中，對于第w次迭代，w為正整數，根據M個可行解和初始的最優解經過頭腦風暴優化算法多次迭代，確定出無人偵察機本次任務的最優解和最優路徑，包括：

根據第w-1次迭代出的M條航路的穿越敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的情況，對相應的航路進行評價；航路是將起點、第w-1次迭代出相應組的點和終點進行依次相連得到的；

將評價最高的可行解作為所有可行解的第w次迭代的全局最優解；將同一聚類內評價最高的可行解作為第w次迭代的聚類中心；其中，M組可行解分為N個具有相同個數可行解的聚類；

根據第w次迭代的聚類中心、第w次迭代的全局最優解，更新出第w次迭代的M組可行解；

其中，第0次迭代的組為隨機生成的M組，最后一次迭代的M組可行解中評價最好的可行解作為最優解，起點、評價最好的可行解對應點和終點的連線作為最優路徑；

其中，根據第w次迭代的聚類中心、第w次迭代的全局最優解，更新出第w次迭代的M組可行解，包括：

對第i個聚類的聚類中心的一個縱坐標進行隨機更新；i是1到N之間的整數；

根據更新坐標的航路的穿越敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的情況，對相應的航路進行評價；更新坐標的航路由起點、更新坐標的聚類中心和終點組成；

若更新坐標的航路的評價優于原航路的評價，則用更新坐標的聚類代中心替聚類中心；

對第i個聚類中隨機的一個可行解參照聚類中心進行第一次更新；

根據第一次更新的航路的穿越敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的情況，對第一次更新的航路進行評價；第一次更新的航路由起點、第一次更新的可行解和終點組成；

若第一次更新的航路的評價優于原航路的評價，則用第一次更新的可行解代替可行解，得到；

若第一次更新的航路的評價不優于原航路的評價，對第i個聚類中隨機的一個可行解參照全局最優解進行第二次更新；

根據第二次更新的航路的穿越敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的情況，對第二次更新的航路進行評價；更新坐標的航路由起點、第二次更新的可行解和終點組成；

若第二次更新的航路的評價優于原航路的評價，則用第二次更新的可行解代替可行解；

若第二次更新的航路的評價不優于原航路的評價，則用一組隨機生成的新可行解代替可行解。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對航路進行評價包括：

根據航路的穿越敵方火力威脅區、惡劣氣候區、目標區域的情況，確定航路的目標函數的解；所述目標函數為：

其中T_i表示是否穿過第i個敵方火力威脅，若航路穿過第i個敵方火力威脅，T_i為1，否則為0；C_j表示是否穿過第j個惡劣氣候區，若航路穿過第j個惡劣氣候區，C_j為1，否則為0；O_k表示是否穿過第k個目標區域，若航路穿過第k個目標區域，O_k為1，否則為0；L表示航路的總長度；目標函數的解越小，評價越高。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對第i個聚類中隨機的一個可行解參照聚類中心進行第一次更新，包括：

在第i個聚類中隨機選擇一個可行解，根據第一次更新公式更新所述可行解，第一次更新公式為：

其中，表示第i個聚類中隨機選中的可行解，表示第i個聚類中心，rand表示-1到1之間的隨機數，表示第一次更新過的可行解。