[發(fā)明專利]一種無人機航路規(guī)劃方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010035816.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111189455B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志華;種竟?fàn)?/a>;齊曉晗;袁敏鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）（哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳科技創(chuàng)新研究院）
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/10
• 代理公司: 深圳市添源知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

1.一種無人機航路規(guī)劃方法，其特征在于，包括執(zhí)行以下步驟：

步驟一：確定無人機航路規(guī)劃的性能評價指標(biāo)，根據(jù)無人機航路的飛行代價函數(shù)、約束條件建立無人機航路規(guī)劃問題的系統(tǒng)模型；

步驟二：基于改進了遷移模型和精英策略并融入了蝙蝠算法的生物地理學(xué)優(yōu)化算法對無人機航路進行初始規(guī)劃；

步驟三：采用動態(tài)步長規(guī)則對原始航路采樣得到貝塞爾函數(shù)的控制點來平滑初始無人機航路，最終得到可飛的無人機平滑航路；

在所述步驟二中，通過雙曲正切函數(shù)的變形來調(diào)整了生物地理學(xué)算法中的遷移模型，使其更符合自然環(huán)境中的物種遷移規(guī)律，雙曲正切遷移模型如下式定義：

其中，λ_new和μ_new分別是遷入率和遷出率；E和I分別代表最大遷出率和最大遷入率；S_max是棲息地可以容納的最大的物種數(shù)量，底數(shù)K是常數(shù)取1.4，自變量S為物種數(shù)量；

在所述步驟二中，將蝙蝠算法的更新策略融入生物地理學(xué)優(yōu)化算法的遷移過程，得到如下遷移規(guī)則：

其中，H_i代表遷入棲息地，H_index代表遷出棲息地，H_best代表當(dāng)前全局最優(yōu)棲息地；SIV代表每個棲息地中的適應(yīng)度變量；J是棲息地所代表的航路的總代價；v是蝙蝠算法中蝙蝠的速度值；f是蝙蝠算法中脈沖的頻率值；σ是用戶定義的系數(shù)；

在所述步驟二中，為了確保算法中種群總體始終在朝著更優(yōu)的方向迭代，還引入了優(yōu)化檢查，即僅當(dāng)修改后的棲息地H_new的總代價是優(yōu)于原始棲息地H_i時，才接受這個新的解，將蝙蝠算法中的脈沖響度屬性A加入到生物地理學(xué)優(yōu)化算法的棲息地中，每當(dāng)接受一個新的解時，將更新棲息地的響度；更新規(guī)則如下：

其中，α∈(0，1)是響度的衰減系數(shù)；

在所述步驟二中，所述精英策略為局部游走精英策略，所述局部游走精英策略會將精英解在下一個遷移過程中暫時保留，但同時在H_best附近會游走產(chǎn)生一個新的解如果新產(chǎn)生的解的總代價成本比當(dāng)前精英解還要低，那么就用它替換當(dāng)前精英解，否則保留原始精英解并進入下一次迭代，精英解局部游走規(guī)則由下式定義：

H_{new_best}＝H_best+∈A^I

其中，A^I是第I次迭代后的平均響度，∈是常系數(shù)。