[发明专利]一种基于A*算法的无人机轨迹规划方法、设备及存储设备

权利要求书

1.一种基于A*算法的无人机轨迹规划方法，所述方法由硬件设备实现，其特征在于：包括以下步骤：S1：加载数据；S2：对无人机轨迹规划中的参数进行预处理；S3：将任务轨迹点载入OPEN表中；S4：判断当前航迹点的OPEN表是否为空；S5：如果为空，则无人机到达目标点；S6：如果不为空，则取当前航迹点的OPEN表中代价最小点放入CLOSE表中并删除OPEN表中的代价最小点；S7：判断无人机是否到达终点；S8：如果是，则输出轨迹点完成无人机轨迹规划；S9：如果否，扩展当前航迹点的邻节点；S10：判断扩展后的邻节点是否为空；S11：如果为空，则取空白邻节点的父节点并判断父节点的OPEN表是否为空；S12：如果为空，则继续取父节点的父节点并判断新父节点的OPEN表是否为空；S13：如果不为空，则返回S6继续执行；S14：如果扩展后的邻节点不为空则执行约束处理；S15：判断扩展后的邻节点是否存在于CLOSE表中；S16：如果存在，则该邻节点已经遍历，返回S7继续执行；S17：如果不存在，则判断扩展后的邻节点是否存在于OPEN表中；S18：如果存在于OPEN表中，则计算到达邻节点的航迹的评价函数并返回S4继续执行；S19：如果不存在于OPEN表中，则计算到达邻节点的航迹的评价函数并返回S3继续执行；

所述加载数据具体为：从XML文件中读取参数及起止点数据信息；

所述预处理包括：坐标变换、跨带修正、数字地图加载及威胁处理；

所述约束处理中的约束项具体包括：垂直方向最大转弯角约束、水平方向最大转弯角约束、最小转弯半径约束、最远飞行距离约束、飞行高度约束及威胁约束；

所述威胁约束具体为实物威胁；对所述实物威胁的模型进行简化，具体包括：球体模型威胁和柱体模型威胁。

2.如权利要求1所述的一种基于A*算法的无人机轨迹规划方法，其特征在于：所述球体模型威胁的判断步骤为：建立当前航迹点与当前航迹点扩展后的邻节点的连线；计算球体模型的中心到所述连线的距离；判断所述距离是否大于球体模型半径；若大于，则判断无威胁，航迹可用；若小于等于，则判断有威胁，航迹不可用。

3.如权利要求1所述的一种基于A*算法的无人机轨迹规划方法，其特征在于：所述柱体模型威胁的判断步骤为：将三维坐标系xyz中柱体模型及当前航迹点及扩展后的邻节点投影到二维平面xy上，所述二维平面上为一圆及两点；在投影平面上建立当前航迹点与当前航迹点扩展后的邻节点的连线；计算圆的中心到所述连线的距离；判断所述距离是否大于圆的半径；若大于，则判断无威胁，航迹可用；若小于等于，则判断所述连线与柱体是否有交点；若有交点，则有威胁，航迹不可用；若无交点，则无威胁，航迹可用。

4.如权利要求1所述的一种基于A*算法的无人机轨迹规划方法，其特征在于：所述评价函数具体公式为：

L_F(N)＝L_G(N)+L_H(N)

其中，L_G(N)为从起始点到当前规划点的航迹长度，L_H(N)为从当前规划点到目标点的估计长度。

5.一种存储设备，其特征在于，包括：所述存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～4所述的任意一种方法。

6.一种基于A*算法的无人机轨迹规划设备，其特征在于，包括：处理器及存储设备；所述处理器加载并执行权利要求5中所述存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～4所述的任意一种方法。