【技术实现步骤摘要】
一种无人机静态航迹规划方法和装置
本专利技术属于无人机
，具体涉及一种无人机静态航迹规划方法和装置。
技术介绍
无人机在军事领域(如侦察、跟踪、打击)和民用领域(如救援、搜索、监测)均有广阔的应用前景，特别是在危险、偏远或恶劣的环境下已逐渐取代了有人机系统。为确保无人机高效执行任务，根据环境信息、无人机自身特性、任务需求预先规划出一条合理的静态的全局的航迹是必不可少的，其安全性和可靠性直接决定着后续实时局部规划航迹的优劣，也逐渐成为目前普遍关注的一个热点问题。与机器人路径规划相比不同的是，无人机静态航迹规划是面对复杂的三维场景，若在军事领域还要面对雷达、高炮等威胁源，以及还需考虑无人机本身动力学约束的可飞行性。为了使无人机能够实现自动、安全的飞行，需要提前对无人机的航迹进行规划，需要操作人员从纸质地图中逐点查找、计算航点，并手动将得到的航线数据输入无人机系统中。这一工作往往需要花费操作人员很长的时间，但是如果航线发生一些变动，会导致不能很好的适应，即存在适应性差的问题。目前也多采用智能优化算法，...
【技术保护点】
1.一种无人机静态航迹规划方法，其特征在于，所述规划方法包括如下步骤：/n步骤1，构建无人机飞行环境的三维坐标图，并确定静态轨迹航线中的避让风险信息和无人机航迹的坐标信息；所述避让风险包括山峰、威胁源；所述威胁源包括雷达、火炮和禁飞区；/n步骤2，基于所述无人机航迹的坐标信息和所述避让风险信息确定所述无人机航迹的飞行区域；/n步骤3，建立无人机航迹的总代价模型，所述总代价模型的计算结果表征航迹在无人机飞行时的适应度大小；/n步骤4，在所述飞行区域内设置N条无人机的初始航迹，并将N条初始航迹划分成三个子种群；/n步骤5，对不同子种群采用多策略融合差分算法更新每个子种群的子代航...
【技术特征摘要】
1.一种无人机静态航迹规划方法，其特征在于，所述规划方法包括如下步骤：
步骤1，构建无人机飞行环境的三维坐标图，并确定静态轨迹航线中的避让风险信息和无人机航迹的坐标信息；所述避让风险包括山峰、威胁源；所述威胁源包括雷达、火炮和禁飞区；
步骤2，基于所述无人机航迹的坐标信息和所述避让风险信息确定所述无人机航迹的飞行区域；
步骤3，建立无人机航迹的总代价模型，所述总代价模型的计算结果表征航迹在无人机飞行时的适应度大小；
步骤4，在所述飞行区域内设置N条无人机的初始航迹，并将N条初始航迹划分成三个子种群；
步骤5，对不同子种群采用多策略融合差分算法更新每个子种群的子代航迹；并通过所述总代价模型选择所有子种群中适应度最小的子代航迹作为所述无人机静态航迹；所述多策略融合差分算法是指在进行差分算法处理时，对于不同子种群交叉操作采用相同的交叉策略，同时变异操作采用不同的变异策略。
2.根据权利要求1所述的无人机静态航迹规划方法，其特征在于，步骤2中，在基于所述无人机航迹的坐标信息和所述避让风险信息确定所述无人机航迹的飞行区域时，需要设定飞行区域边界约束条件，通过设定的飞行区域边界约束得到所述无人机航迹的飞行区域。
3.根据权利要求1所述的无人机静态航迹规划方法，其特征在于，步骤4中，在所述飞行区域内设置N条无人机的初始航迹，并将N条初始航迹划分成三个子种群时，包括如下过程：
设置N条无人机的初始航迹，并设定对应的控制参数；所述控制参数包括控制点数量、每条航迹的初始交叉因子、每条航迹的初始缩放因子和最小迭代次数；
对无人机的每条初始航迹都进行平滑处理，以满足无人机可行性飞行条件；
将进行平滑处理后的N条初始航迹划分成三个子种群。
4.根据权利要求1所述的无人机静态航迹规划方法，其特征在于，步骤5中，在对不同子种群采用多策略融合差分算法更新每个子种群的子代航迹；并通过所述总代价模型选择所有子种群中适应度最小的子代航迹作为所述无人机静态航迹时，包括如下过程：
根据总代价模型计算结果获得每个子种群中的每个初始航迹的适应度；
对不同的子种群分别采用相同交叉策略进行交叉操作，采用不同的变异策略进行变异操作；
对每个子种群均采用相同的选择策略进行选择操作，从而更新子代航迹；
当达到设定的最小迭代次数时，从最小迭代次数所对应的子代航迹中选择所有子种群中适应度最小的子代航迹作为所述无人机静态航迹。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：武明义，柴旭朝，瞿博阳，郑志帅，刘萍，闫李，付凯，肖俊明，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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