[发明专利]一种混合空域异质飞行器路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种混合空域异质飞行器路径规划方法，其特征在于，包括：

(1)为混合空域的飞行器建立路径规划模型；

将飞行器分为无人机和有人机，设置飞行器的初始路径为直接从出发点沿直线飞向目的地点，并且每条路径用该路径上的m等分点来表示；设置有人机的等分点个数少于无人机的等分点个数；m为正整数；

通过将每架飞行器的各等分点在垂直于初始路径的截面上移动，来优化路径；飞行器路径规划的总代价模型为：

f_cost(x)＝f_length(x)+qf_danger(x)

其中，x代表所有飞行器的飞行路径上的等分点坐标，f_cost(x)为总成本函数，f_length(x)为所有飞行器的路径总长度，f_danger(x)为所有飞行器的总体冲突代价，q为权重系数；

(2)采用蒙特卡罗方法衡量不确定性对飞行安全的影响，设置飞行器的路径上的所有等分点的位置均服从联合高斯分布，通过重复抽样获得各飞行器的路径；检测各飞行器路径，若飞行器间有冲突或飞行器经过危险区域，则认为路径危险，产生冲突代价，否则认为路径安全；

(3)采用粒子群优化算法优化各飞行器的路径；

所述的粒子群优化算法中，使用两个种群分别代表有人机与无人机的路径，两个种群分别在各自的搜索空间中初始化一群随机粒子，通过不断迭代使得两个种群都找到最优解，粒子的适应值根据函数f_cost(x)计算得到；

在计算一个种群粒子适应值时，通过如下选择机制来选择另一个种群信息来进行计算；

选择机制：以概率r选择另一个种群的历史最优位置，以1-r概率选择另一个种群中的一个随机粒子；其中C为总迭代次数，t表示当前迭代次数。

2.如权利要求1所述的一种混合空域异质飞行器路径规划方法，其特征在于，所述的f_length(x)由两部分组成：f_length(x)＝w₁f¹_length(x)+w₂f²_length(x)，其中f¹_length(x)代表有人机飞行距离，f²_length(x)代表无人机飞行距离，w₁和w₂为对应的权重，w₁比w₂大，且和为1。

3.如权利要求1所述的一种混合空域异质飞行器路径规划方法，其特征在于，所述的所有飞行器的总体冲突代价f_danger(x)根据下面方法获得：

设置飞行器间的冲突代价，包括：有人机与有人机间的冲突代价p₁；有人机与无人机间的冲突代价p₂；无人机与无人机间的冲突代价p₃；

设置有人机经过危险区域的代价d₁；设置无人机经过危险区域的代价d₂；

统计所有飞行器路径上有人机与有人机间的冲突数量n₁、有人机与无人机间的冲突数量n₂、无人机与无人机间的冲突数量n₃、有人机经过危险区域的数量n₄、无人机经过危险区域的数量n₅；

将n₁,n₂,n₃,n₄,n₅分别作为p₁、p₂、p₃、d₁、d₂的权重进行加权求和获得f_danger(x)。