[发明专利]基于模糊虚拟力的无人机航路规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机的航路规划方法，特别是一种基于模糊虚拟力的无人机航路规划方法。

背景技术

航路规划是无人机领域的重要研究内容，航路规划问题是在特定约束的条件下，实时求取一条介于起始点与目标点间的最优或可行的航路，使得执行战术任务的无人机能突防敌方的威胁环境，并在敌方防空区域内完成特定任务，同时保存自己，达到最佳的作战效果。

目前研究中，常采用基于虚拟力(VF)的航路规划方法。该方法最初是专为快速移动机器人实时避障而设计的，可使机器人在障碍物之间快速、连续并且平稳地运动。其基本思想是将机器人作为工作空间的一个质点，在虚拟力的作用下移动。虚拟力函数通常定义为自由空间中来自目标点的引力与来自障碍物的斥力的叠加。虚拟力法的最显著的特点是算法简洁、实时性强。

利用虚拟力方法的航路规划过程如下：

定义无人机航路规划过程为一个虚拟的无人机沿给定起始点和目标点的特定航路移动的过程。虚拟力分为两部分：来自规划目标点的虚拟引力以及来自各威胁的虚拟斥力。虚拟力法航路规划，其方向的改变取决于虚拟力的方向，因此基于虚拟力的航路规划过程可看成是一个混杂系统的优化问题。其中移动过程是连续的，方向改变是离散的。在这个混杂系统中，由于目标给定因此末态已知，而时间未知。

混杂系统优化主要是解决航路规划在何时进行切换来保证航路最优，代价最小。

该混杂系统的演化规律可由如下微分动态方程表示：

x·y·=U110+U201+U32/22/2+]]>