System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法和系统技术方案_技高网

知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法和系统技术方案

技术编号:40581669 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-06 17:25
本发明专利技术属于无人路径规划领域,具体涉及了一种知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法和系统,旨在解决现有的无人机路径规划对复杂动态的环境的应对能力不足,无法满足应对突发事件的实时性的问题。本发明专利技术包括:当检测到移动威胁源的粗位置和威胁值满足无人机角度避障判定条件时,基于无人机与任务点切面构建参考点空间,基于所述参考点空间,通过空间分离法获得多次分离空间,进而确定移动威胁源细位置;通过差分进化算法生成多条无人机分配初始方案并通过知识双向迁移方法获取无人机最优规划方案。本发明专利技术根据初始分配方案中收敛性较好的分配方案,提出了知识双向迁移的策略,提高了规划系统的规划效率。

【技术实现步骤摘要】

所属的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。本领域技术人员应该能够意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本专利技术的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本专利技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本专利技术的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本专利技术的保护范围之内。


技术介绍

1、随着无人机技术的快速发展,无人机具有较低的成本,较强的智能性和较好的灵活性,使得无人机得到了非常广泛的应用,例如:敌方情报侦查、目标持续性检测、敌我电子对抗等多个领域。但同时也伴随着两个重要的难点:1)无人机通过协同技术共同处理一些复杂的任务,使得无人机规划系统执行效率越来越低;2)无人机的工作场景越来越复杂,特别是动态环境对无人机航迹的影响,使得无人机初始航迹失效。针对动态环境下多无人机协同航迹规划,现有技术往往考虑二维平面威胁源对多无人机航迹规划的影响,忽略纵坐标数据对无人机的实时影响;同时,在规划过程中,往往视无人机为一个质点,忽略了无人机在三维空间中无人机之间的相对位置和相对速度随时间的变化,那么无人机无法实时避障检测;最后,动态环境的变化对无人机协同航迹规划影响很大,初始航迹在变换时间段内无法作为参考。因此,研究三维动态环境下多无人机协同航迹局部重规划问题具有重要的意义。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题,即现有的无人机路径规划对复杂动态的环境的应对能力不足,无法满足应对突发事件的实时性的问题,本专利技术提供了一种知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,所述方法包括:

2、步骤s1,获取每个无人机的位置,构建无人机离散模型;

3、实时监测移动威胁源的粗位置和威胁值;

4、步骤s2,基于所述无人机离散模型,构建无人机角度避障判定条件进而确定快速反应式避障策略,并设置约束条件和目标函数;

5、步骤s3,当检测到移动威胁源的粗位置和威胁值满足无人机角度避障判定条件时,基于无人机与任务点切面构建参考点空间,基于所述参考点空间,通过空间分离法获得多次分离空间,进而确定移动威胁源细位置;

6、步骤s4,基于所述移动威胁源细位置,过当前无人机的位置构建寻路垂直切面,通过差分进化算法和在约束条件下生成满足目标函数和快速反应式避障策略的多条无人机分配初始方案;

7、步骤s5,基于所述多条无人机分配初始方案,通过知识双向迁移方法获取无人机最优规划方案,作为局部重规划路径。

8、进一步的,所述无人机离散模型,包括:

9、无人机位置、无人机速度、无人机相对位置和无人机相对夹角;

10、其中,所述无人机位置为:

11、;

12、表示第i个无人机在任意的t时刻的位置,表示第i个无人机在任意的t时刻空间中x轴的位置,表示第i个无人机在任意的t时刻空间中y轴的位置,表示第i个无人机在任意的t时刻空间中z轴的位置,表示转置;

13、所述无人机速度为:

14、;

15、表示第i个无人机在任意的t时刻的速度,表示第i个无人机在任意的t时刻x方向上的速度,表示第i个无人机在任意的t时刻y方向上的速度,表示第i个无人机在任意的t时刻z方向上的速度;

16、下一时刻t+1时刻无人机位置为:

17、;

18、表示第i个无人机在t+1时刻的位置,表示无人机的实时状态矩阵,表示输入矩阵,表示第i个无人机在t时刻受到的控制量;所述无人机的实时状态矩阵包括速度和加速度;所述输入矩阵为控制量对无人机的指令;

19、所述无人机相对位置为:

20、;

21、表示初始时刻,表示第i个无人机与第j个无人机在初始时刻的相对位置,表示第i个无人机与第j个无人机在初始时刻的相对速度,表示第i个无人机初始时刻的位置,表示第j个无人机初始时刻的位置,表示第i个无人机初始时刻的位置,表示第j个无人机初始时刻的速度;

22、运行时间无限趋近于0的无人机相对位置为:

23、;

24、表示无限趋近于0的时间量,表示运行时间无限趋近于0,表示第i个无人机在运行时间无限趋近于0时的位置,表示第j个无人机在运行时间无限趋近于0时的位置,运行时间无限趋近于0时无人机匀速飞行;

25、运行时间无限趋近于0的无人机相对位置为:

26、;

27、表示运行时间无限趋近于0时第i个无人机与第j个无人机的相对位置;

28、无人机之间的夹角为:

29、;

30、表示任意的t时刻第i个无人机与第j个无人机之间的夹角,表示范数。

31、进一步的,所述无人机角度避障判定条件,具体为:

32、当时,若,判定第i个无人机和第j个无人机朝不同方向远离;

33、当时,若,判定第i个无人机和第j个无人机朝同一方向逼近,触发避障策略;

34、设置安全距离:

35、;

36、;

37、;

38、表示任意时刻t第i个无人机与第j个无人机之间的安全距离,表示无人机数量。

39、进一步的,所述快速反应式避障策略,具体为:

40、根据无人机角度避障判定条件触发的快速反应式避障策略为:

41、当所述安全距离满足时,表示存在发生碰撞风险;

42、设置在飞行过程中,每个无人机的控制规则相同且均处于具有惯性的飞行状态,任意两个无人机共同调整飞行角度之和:

43、;

44、设计第i个无人机的快速反应式避障策略为:

45、;

46、表示无人本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述无人机离散模型,包括:

3.根据权利要求2所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述无人机角度避障判定条件,具体为:

4.根据权利要求3所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述快速反应式避障策略,具体为:

5.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述目标函数,具体为:

6.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述约束条件,包括:

7.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述多次分离空间,其获得方法包括:

8.根据权利要求7所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述寻路垂直切面,具体包括:

9.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述知识双向迁移,具体为:

10.一种知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的系统,其特征在于,所述系统包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述无人机离散模型,包括:

3.根据权利要求2所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述无人机角度避障判定条件,具体为:

4.根据权利要求3所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述快速反应式避障策略,具体为:

5.根据权利要求1所述的知识双向迁移的无人机协同航迹局部重规划的方法,其特征在于,所述目标函数,具体为:

【专利技术属性】
技术研发人员:胡敏黄刚杨学颖宋俊玲黄飞耀张锐陆瑶王一珺
申请(专利权)人:中国人民解放军战略支援部队航天工程大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1