一种无人机路径规划方法，属于路径优化技术领域，它包括步骤一：对无人机的规划空间进行建模步骤二：确定无人机规划路径的多目标函数；步骤三：利用Aquila优化算法对多目标函数进行求解；步骤四：得到无人机的规划路径；本发明专利技术的有益效果是，运用singer映射而不是使用0～1范围内的随机数，使得方法能够更好的控制用于更新解决方案的参数，增强解的多样性；其次，为了得出无人机路径规划的最优解，将模拟退火算法作为局部搜索算子，增强局部搜索能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及路径优化，尤其是一种无人机路径规划方法。
技术介绍
1、现有的无人机，在过去十几年中已经看到了真正的发展，其优势如可访问性，移动性，成本，模块化等证明了它们具有成功飞行和完成复杂任务的能力。
2、随着无人机变得越来越普遍，制造商正在注意将更广泛的技术集成到他们的技术中，包括wifi技术和人类行为检测系统。由于这些技术的不断完善，无人机现在出现在各个领域，如监测，安全和监视，搜索和救援，农业和气象等领域。
3、大多数无人机任务需要基于动态和实时变化的自主决策。在这些决策中，我们可以考虑轨迹选择或路径规划。无人机路径规划是考虑无人机和环境的各种限制和要求，确定无人机源节点和目的节点之间可行的最优无碰撞轨迹的过程。在任务完成过程中，无人机通常会遇到各种静态或动态障碍。在这两种情况下，面对这些障碍都会导致物理伤害。因此，避免障碍物和威胁是路径规划的关键要求。
4、除了障碍物和高度，无人机也有自己的局限性，即爬升和转角，这些角度直接关系到无人机的运动。当移动的无人机改变方向时，就会发生这种情况，从而导致事故影响其人身安全。无人机路径规划是机器人技术中一个具有挑战性和复杂性的优化问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种能够提供安全，平滑，克服障碍和威胁路径的无人机路径规划方法。
2、本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本专利技术是一种无人机路径规划方法，其特点是，包括</p>3、步骤一：对无人机的规划空间进行建模；
4、步骤二：确定无人机规划路径的多目标函数；
5、步骤三：利用aquila优化算法对多目标函数进行求解；
6、步骤四：得到无人机的规划路径；
7、所述步骤一中对规划空间进行建模包括：在现实环境中包括许多障碍，无人机必须避免与障碍的碰撞并进入相应区域，将这些障碍区域建模为圆柱形，其中心位于cj，位于(cxj，cyj)的水平面上；将无人机路径的起点s和终点e连接成一条直线se，将直线se分成n+1段，路径段可以表示为：无人机总的规划路径表示如下：式中θ为方位角表示直线se在oxy平面上的投影与x轴之间的夹角，为仰角表示直线se与oxy平面之间的夹角；
8、所述步骤二中多目标函数包括路径成本cpath，克服障碍成本cobs，高度成本caltitude，无人机轴成本caxes，目标函数的可以表示为：ccost＝w1·cpath+w2·cobs+w3·caltitude+w4·caxes，其中w是权重系数，表示各个成本与总成本之间的重要程度，权重系数在0～1之间取任意固定值；
9、所述步骤三中的aquila优化算法包括如下步骤：
10、第一步：对aquila优化算法，模拟退火算法以及无人机参数进行初始化，解是在平面内随机初始化的，搜索区域限制在{xmin,xmax}中，其中xmin＝[0,θ–π/4,-π/4]xmax＝[2r,θ+π/4,+π/4]；使用singer映射初始化aquila算法中中用于控制解决方案更新的参数r；
11、第二步：解的评估，初始化阶段结束后，该算法使用适应度函数cost对当前解决方案x(t)进行评估，通过公式xbest＝argmincost(x(t))找到目前位置的最优解xbest；
12、第三步：解的更新，在每次迭代过程中，算法使用不同的公式更新解决方案，选择合适的方程主要取决于迭代次数t和控制解决方案更新的参数r；
13、第四步：模拟退火算法进行局部搜索，aquila算法迭代结束时，模拟退火将aquila算法更新的最优解xbest作为初始解，然后搜索xbest相邻解以获得更好的解，如果找到更好的解，则由该解决方案更新xbest；
14、第五步：重复上述两个步骤，直到迭代达到最大迭代次数，终止后给出无人机的最优规划路径。
15、本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述第二步解的更新中，在每次迭代中，使用不同的公式解决更新方案，
16、当迭代次数t≤(2/3t)时，使用公式或公式
17、当t>(2/3t)时，使用公式或公式
18、本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述使用不同公式解决更新方案，公式之间的选择由参数r控制，当迭代次数t≤(2/3t)，r小于0.5时，使用公式否则使用公式当t>(2/3t)，r小于0.5时，使用公式否则使用公式
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是，运用singer映射而不是使用0～1范围内的随机数，使得方法能够更好的控制用于更新解决方案的参数，增强解的多样性；其次，为了得出无人机路径规划的最优解，将模拟退火算法作为局部搜索算子，增强局部搜索能力。
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【技术保护点】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于：所述第二步解的更新中，在每次迭代中，使用不同的公式解决更新方案如下：
3.根据权利要求2所述的无人机路径规划方法，其特征在于：所述使用不同公式解决更新方案，公式之间的选择由参数R控制，当迭代次数t≤(2/3T)，R小于0.5时，使用公式否则使用公式当t>(2/3T)，R小于0.5时，使用公式否则使用公式
【技术特征摘要】
1.一种无人机路径规划方法，其特征在于：包括
2.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于：所述第二步解的更新中，在每次迭代中，使用不同的公式解决更新方案如下：
3.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王吉权，娄凡凡，宋豪豪，张攀利，贝金玲，王敏，刘雯颖，王艺婷，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：
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