[发明专利]基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法

说明书

本发明涉及一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法，包括：建立搜索区域的环境模型，并确定无人机的起始搜索点；选择方位优先级模式，响应于选择第一方位优先级模式，对搜索区域进行回填往复式搜索；响应于选择第二方位优先级模式，对搜索区域进行L型往复式搜索；其中，在搜索过程中，当无人机进入死区，判断当前的搜索覆盖率是否达到预设的最低搜索覆盖率，若是，则结束搜索；若否，则利用A星算法规划路径跳出死区，之后根据选择的方位优先级模式继续进行搜索。本发明的方法，通过改进往复搜索策略，加入回填机制，在保证低重复率的同时，大大减少了A星算法的使用次数和掉头次数，从而减少了资源消耗，进一步提高了搜索效率。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法。

背景技术

随着现代军事的需要，无人机已成为近年来高科技信息化战争不可缺少的组成部分。随着无人机有效载荷的增加和雷达小型化技术的提高，机载雷达逐渐成为无人机载荷的重要组成部分，提高了无人机的作战性能。在搜索探测方面，研究如何合理规划无人机的航线，以最短时间探测到最大面积具有重要意义。

迄今为止，路径规划算法已得到了深入的研究并被广泛地应用于各个领域。现有的完全覆盖的路径规划主要由搜索策略配合启发式算法实现。常见的搜索策略有平行搜索，网格搜索，以及内螺旋式搜索。当无人机处于障碍物较少的理想环境时，这些策略搜索效率较高，然而在实际应用中，机载雷达装备的电池容量有限，为了保证搜索任务的成功率，有限的雷达资源必须被合理地利用，上述的方法在面对实际中错综复杂的环境时，由于未能及时对搜索中遗留的区域作出反馈，不能以一种高效率的方式弥补遗留区域，常常会造成重复率过高、用时过长、掉头次数过多、易陷入死区等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于往复回填算法的无人机完整搜索路径规划方法，包括：

建立搜索区域的环境模型，并确定无人机的起始搜索点；

选择方位优先级模式，

响应于选择第一方位优先级模式，对所述搜索区域进行回填往复式搜索；

响应于选择第二方位优先级模式，对所述搜索区域进行L型往复式搜索；

其中，在搜索过程中，当所述无人机进入死区，判断当前的搜索覆盖率是否达到预设的最低搜索覆盖率，若是，则结束搜索；若否，则利用A星算法规划路径跳出死区，之后根据选择的方位优先级模式继续进行搜索。

在本发明的一个实施例中，建立环境模型，确定无人机的起始搜索点，包括：

采用网格法建立所述搜索区域的环境模型，将所述搜索区域的空域环境Ω划分为若干个正方形网格F(l,m)，其中，l＝1,2,…,N表示网格的行号,m＝1,2,…,N表示网格的列号，F(l,m)＝1,2,…,N²表示网格的序列标号，确定无人机的起始搜索点为F(1,1)。

在本发明的一个实施例中，所述第一方位优先级模式的方位优先级从高到低依次为：左、上、右、下；

所述第二方位优先级模式包括第一子优先级模式和第二子优先级模式，其中，所述第一子优先级模式的方位优先级从高到低依次为：下、左、上、右；所述第二子优先级模式的方位优先级从高到低依次为：左、下、右、上。

在本发明的一个实施例中，响应于选择第一方位优先级模式，对所述搜索区域进行回填往复式搜索，包括：

步骤1：依次按照第一方位优先级模式的方位顺序，判断所述无人机是否能够执行向对应方位的飞行操作；