[发明专利]一种无人飞行器的航迹规划

说明书

本发明涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种无人飞行器的航迹规划。本发明考虑到无人飞行器航迹规划的效率和成功率有待提高，对RRT算法进行了改进，设计了值的动态调整规则，并对新节点的扩展方向进行了调整。将人工势场法与改进的RRT算法结合，对随机树上的节点构造局部引力场，解决了局部极小值问题以及目标不可达问题。人工势场法与改进的RRT算法相向进行路径规划，改进的RRT算法每扩展一步d，人工势场法也扩展相同的距离，当人工势场的航迹与随机树上节点或目标点相遇便完成航迹规划，本发明提高了航迹规划的效率和成功率，在无人飞行器航迹规划中具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种无人飞行器的航迹规划。

背景技术

无人飞行器具有行动灵活、易于操作等特点，被广泛应用于军事领域和民用领域。无人飞行器在低空飞行执行任务过程中展现出了极大的优势，在实现无人飞行器自主控制的过程中，航迹规划是极为重要的一个环节。无人飞行器需要在躲避障碍物的前提下，沿着某一航迹由起点飞向最终目标点。

运用相关算法可实现无人飞行器的航迹规划。RRT算法可运用于无人飞行器的航迹规划，但由于算法自身较强的随机性会导致航迹绕远问题，限制了航迹规划的效率。人工势场法也可运用于无人飞行器的航迹规划，但很容易陷入局部极小值问题以及目标不可达问题，不能保证航迹规划的成功率。保证无人飞行器航迹规划的效率和成功率是当前的重点和难点。

发明内容

本发明为了克服上述问题，提高无人飞行器航迹规划的效率和成功率，提供了一种改进RRT算法与改进人工势场法相结合的航迹规划算法。

附图说明

图1为本发明航迹规划方法的流程图。

具体实施方式

人工势场法与改进的RRT算法相向同时进行无人飞行器的航迹规划，下面结合附图1,对本发明进行详细的描述。

RRT算法以无人飞行器飞行终点作为随机树的初始节点，朝向无人飞行器起点进行扩展，本发明对RRT算法进行了改进。

对改进的RRT算法进行描述：

1）算法初始化，生成初始树节点 ；

2）随机树是否与目标位置或人工势场法的航迹相遇，是则说明随机树已构造完成，进而转向步骤9），否则转向步骤3），；

9）从构造出的随机树之中，寻找从起始点S到最终目标点G的航迹。

人工势场法以无人飞行器飞行起点S作为航迹规划的起始位置，无人飞行器飞行终点G作为目标位置，与改进的RRT算法相向同时进行航迹规划，改进的RRT算法每扩展一步d，人工势场法也扩展相同的距离。将人工势场法与改进的RRT算法结合。对随机树上的节点构造局部引力场，随机树的生长导致节点数增加，即增加了局部引力场，可改变势场分布情况，避免陷入局部极小值的问题；人工势场法的航迹与随机树上节点或目标点相遇便完成航迹规划，因此随机树上的多个节点均可作为人工势场法的目标点，避免了目标点不可达的问题。