[发明专利]一种基于贪心策略的无人飞行器的航迹规划方法

说明书

本发明涉及一种基于贪心策略的无人飞行器的航迹规划方法，特别涉及导航计算领域。包括以下步骤：S1：获取原始数据集，并对所述原始数据集进行预处理得到降维数据集、出发点A、第一目的点B和水平度量d，所述预处理包括数据集可视化和数据降维处理；S2：从所述出发点A出发，依次沿着经过水平度量d排序的空间点集合X＝{x₁,x₂,…,x_t,x_t+1,…,x_n}X＝{x₁，x₂，...，x_t，x_t+1，...，x_n}进行遍历；S3：找到出发点A能访问到的最远的点x_t，并按序构建出一个所述出发点A能在满足约束条件下访问校正点的集合X'＝{x₁,x₂,…,x_t}。本方案解决了如何在系统定位精度限制下的进行航迹快速规划的技术问题，适用于飞行器航迹规划。

技术领域

本发明涉及导航计算领域，特别涉及一种基于贪心策略的无人飞行器的航迹规划方法。

背景技术

复杂环境下航迹的快速规划是无人飞行器控制的一个重要课题。由于系统结构限制，这类飞行器的定位系统无法对自身进行精准定位，一旦定位误差积累到一定程度可能导致任务失败。因此，在飞行过程中对定位误差进行校正是无人飞行器航迹规划中一项重要任务。

此外，在如今信息化、网络化、智能化的时代，无人智能飞行器的应用领域越来越广泛，其在农业耕作、抗灾救援、城市管理、地质勘探、视频拍摄、无人战争等领域中均有着非常重要的应用。因此，规划无人智能飞行器(甚至载人智能飞行器)的飞行路径、解决无人飞行器在飞行过程中的飞行误差是非常重要的。

对于任何无人飞行器，在进行任务飞行时均会对其进行一定的约束，包括飞行路径、飞行偏差校正、飞行的转弯半径、飞行距离等。因此，本发明的无人飞行器的航迹规划问题仍然需要在多方面进行约束。具体的飞行器的航迹约束可以简单概括为如下所示：

(1)智能飞行器在飞行过程中会产生飞行偏差。飞行器在空间飞行过程中需要实时定位，其定位误差包括垂直误差和水平误差。飞行器每飞行1m，垂直误差和水平误差将各增加δ个专用单位。到达终点时垂直误差和水平误差均应小于θ个单位。

(2)飞行器在飞行过程中需要对定位误差进行校正。首先，飞行区域中存在很多校正点，校正点的作用是用于对飞行的水平误差和垂直误差进行校正，且这些校正点在飞行任务开始前已经给出；其次，校正点校正之后，某一方向(水平或垂直)的误差会清零。

(3)飞行器在沿途飞行过程中的误差不能超过某个阈值。飞行器在沿途飞行的过程中，在经过下一个校正点之前，其水平误差和垂直误差不能超过某个阈值，超过阈值就不能使用该校准点进行校正。而且，在最后抵达目的地B时，其最后的水平误差和垂直误差不能超过θ个单位。

(4)飞行器的转弯半径会受到限制。飞行器在转弯时受到结构和控制系统的限制，无法完成即时转弯(飞行器前进方向无法突然改变)。这里假定飞行器的最小转弯半径是200m。

(5)由于天气等不可控因素，飞行器在飞行过程中使用的校正点可能会失效。这里假定部分校正点成功校正的概率为80％(即有20％的可能会校正失效)。如果校正失败，则校正后的剩余误差为min(校正前误差，5)个单位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在系统定位精度限制下的进行航迹快速规划。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于贪心策略的无人飞行器的航迹规划方法，包括以下步骤：

S1：获取原始数据集，并对所述原始数据集进行预处理得到降维数据集、出发点A、第一目的点B和水平度量d，所述预处理包括数据集可视化和数据降维处理；