[发明专利]一种求解无人机约束航路规划的混合烟花粒子群协同方法

权利要求书

1.一种求解无人机约束航路规划的混合烟花粒子群协同方法，其特征在于包括以下阶段：

准备及初始化阶段

(1)相关准备工作、烟花种群初始化以及粒子群初始化，其中，烟花种群表示为向量组X(t)＝{X₁(t),X₂(t),...,X_N(t)}，其中，X_i(t)＝{X_i1(t),X_i2(t),...,X_iD(t)}表示第i个烟花，即对应第i条完整的路径，i＝1,2…,N，X_ij(t)表示第i个烟花的第j个路径点，j＝1,2,...,D；

(2)计算初始化的烟花种群以及粒子群的路径P的路径长度f_L(P)、威胁代价f_T(P)、满意等级μ(P)，并从初始化的烟花种群以及粒子群中寻找路径最短的个体，作为全局最优解x_gbest(t)的初值；

两个种群并行独立搜索最优路径阶段，其中烟花搜索阶段如下：

(3)通过烟花X_i(t)生成爆炸火花X_j(t)＝[X_j1(t),X_j2(t),...,X_jD(t)]，j＝1,2,...,S_i，即对应无人机新的完整路径，X_jk(t)表示第j个爆炸火花的第k个路径点，k＝1,2,...,D；

(4)通过等级比较方法选择烟花和爆炸火花中最优的N个个体，组成新的烟花群体V(t)＝{V₁(t),V₂(t),...,V_N(t)}，所述的最优个体为通过等级比较方法得到的最优路径；

(5)对烟花V_i(t)进行变异操作，生成变异火花V_i′(t)，即对应无人机新的完整路径；

(6)通过等级比较方法选择烟花V_i(t)和变异火花V_i′(t)中更优的个体，i＝1，…，N，组成新的烟花群体U(t)＝{U₁(t),U₂(t),...,U_N(t)}，其中最优烟花为U_best(t)，最差烟花为U_worst(t)；

两个种群并行独立搜索最优路径阶段，其中粒子群搜索阶段如下：

(7)更新粒子群中所有粒子的位置和速度，得到下一代粒子的位置和速度其中x_i(t+1)表示第t+1次迭代中第i个粒子的位置，v_i(t+1)表示第t+1次迭代中第i个粒子的速度；更新全局最优解阶段

(8)将烟花搜索阶段得到的最差烟花U_worst(t)和粒子群搜索阶段得到的下一代中的所有粒子x(t+1)，通过等级比较方法选出最优的个体U′_best(t)，并由个体U′_best(t)代替烟花群体U(t)中的U_worst(t)，组成下一代烟花群体X(t+1)，即

X(t+1)＝{X₁(t+1),X₂(t+1),...,X_N(t+1)}；

(9)通过等级比较方法选择U_best(t)、U′_best(t)、x_gbest(t)中最优的个体更新得到下一代全局最优解x_gbest(t+1)；

(10)如果达到迭代次数则运算结束，输出全局最优解x_gbest(t)，将全局最优解x_gbest(t)转换到X-O-Y坐标系中，输出规划的无人机最优路径；否则，继续进行路径搜索。