【技术实现步骤摘要】
一种基于改进生物地理学算法结合贝塞尔函数的无人机航路规划方法、系统及存储介质
本专利技术涉及智能控制
，尤其涉及一种基于改进生物地理学算法结合贝塞尔函数的无人机航路规划方法、系统及存储介质。
技术介绍
近年来，由于无人机快速、灵活和高效等特性，其在物流、巡逻和勘探等许多领域中发挥着越来越重要的作用，而航迹规划就是无人机进行这一系列自主活动的基础和前提。无人机航迹规划是指在无人机的动态飞行特性约束下，寻找一条从起始点到目标点的无人机可飞航路的过程。传统的如人工势场法以及快速随机树搜索等规划方法存在收敛慢的缺点，并且在三维环境中的规划能力较差，所规划出的航路也不一定是最优的。因此，群智能算法开始普遍被国内外研究者应用于解决无人机航路规划问题。黄心等通过构建地形启发因子来改进蚁群算法进行无人机航路规划，并利用B样条曲线对航路进行平滑，但是收敛速度较慢。郭蕴华等提出一种改进的量子粒子群算法，可以根据粒子和可行边界的距离动态修正粒子的更新位置，但是缺乏三维环境的验证。受蝙蝠的回声定位行为启发，Yang于2010年...
【技术保护点】
1.一种基于改进生物地理学算法结合贝塞尔函数的无人机航路规划方法，其特征在于，包括执行以下步骤：/n步骤一：确定无人机航路规划的性能评价指标，根据无人机航路的飞行代价函数、约束条件建立无人机航路规划问题的系统模型；/n步骤二：基于改进了迁移模型和精英策略并融入了蝙蝠算法的生物地理学优化算法对无人机航路进行初始规划；/n步骤三：采用动态步长规则对原始航路采样得到贝塞尔函数的控制点来平滑初始无人机航路，最终得到可飞的无人机平滑航路。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于改进生物地理学算法结合贝塞尔函数的无人机航路规划方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
步骤一：确定无人机航路规划的性能评价指标，根据无人机航路的飞行代价函数、约束条件建立无人机航路规划问题的系统模型；
步骤二：基于改进了迁移模型和精英策略并融入了蝙蝠算法的生物地理学优化算法对无人机航路进行初始规划；
步骤三：采用动态步长规则对原始航路采样得到贝塞尔函数的控制点来平滑初始无人机航路，最终得到可飞的无人机平滑航路。
2.根据权利要求1所述的无人机航路规划方法，其特征在于，在所述步骤一中，还包括执行以下步骤：
第1步骤：在三维环境中将起点定义为S，将目标点定义为G，则最佳航路规划即是指在无人机飞行系统动态特性的约束下找到从S到G的无碰撞初始航迹引入两个指标来评价航路：航路长度代价JL和航路风险代价JR，因此，得到基于航路长度代价JL和航路风险代价JR的加权总和作为航路规划总代价函数；
和JL的定义如下：
其中，(xT1，yT1，zT1)、(xT2，yT2，zT2)、(xTl，yTl，zTl)分别是无碰撞初始航迹中的第1个、第2个和最后一个航迹节点；(xTi+1，yTi+1，zTi+1)、(xTi，yTi，zTi)分别是无碰撞初始航迹中的第i个和第i+1个航迹节点；
第2步骤：对于任意给定的点用di表示从该点到障碍物的最小欧氏距离，则航路危险代价指标JR以及总代价函数则由如下定义：
J＝τJL+(1-τ)JR
其中，J是航路总代价；τ∈(0，1)是权重系数；
此外，我们定义dc为无人机航路规划的约束条件，其计算公式如下：
因此，无人机航路规划问题模型描述为：
minJ＝τJL+(1-τ)JR
其中，η是无人机飞行过程中的安全半径大小，B代表对无碰撞初始航迹采样生成的航迹节点集，B{q}为其中第q个节点。
3.根据权利要求1所述的无人机航路规划方法，其特征在于，在所述步骤二中，通过双曲正切函数的变形来调整了生物地理学算法中的迁移模型，使其更符合自然环境中的物种迁移规律，双曲正切迁移模型如下式定义：
其中，λnew和μnew分别是迁入率和迁出率；E和I分别代表最大移民率和最大移民率；Smax是栖息地可以容纳的最大的物种数量，底数K是常数取1.4，自变量S为物种数量。
4.根据权利要求3所述的无人机航路规划方法，其特征在于，在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志华，种竟争，齐晓晗，袁敏鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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