[发明专利]基于自适应A星算法的飞行器最优路径确定方法

摘要

本发明公开一种基于自适应A星算法的飞行器最优路径确定方法，主要解决现有技术划分路径长度过长、障碍物对飞行器的威胁值过大以及航路点数过多的问题。其实现步骤为：（1）在地图中设置飞行器的起始点SP和终止点EP；（2）生成障碍物区域；（3）将障碍物区域进行网格划分，得到网格地图；（4）在网格地图中，设飞行器的起始点SP所在的网格为SG、终止点EP所在的网格为EG；（5）根据飞行器的起始点所在网格SG和终止点所在网格EG，进行路径规划。本发明具有路径长度短、威胁值低、航路点数少的优点，可用于飞行器最优路径的确定。

主权项

一种基于自适应A星算法的飞行器最优路径确定方法，包括如下步骤：（1）在地图中设置飞行器的起始点SP和终止点EP；（2）生成障碍物区域：2a）根据飞行器的起始点SP和终止点EP的位置，建立直角坐标系；2b)设pi，qi分别为飞行器需绕过的每一个障碍物的起点和终点的坐标，对pi点分别做垂直于直角坐标系X轴和Y轴的直线，对qi点分别做垂直于直角坐标系X轴和Y轴的直线，用这四条直线围成的一个矩形，表示障碍物区域Ti，其中i为障碍物的个数；（3）将障碍物区域进行网格划分，得到网格地图；（4）在网格地图中，设飞行器的起始点SP所在的网格为SG、终止点EP所在的网格为EG；（5）根据飞行器的起始点所在网格SG和终止点所在网格EG，进行路径规划：5a）令飞行器的起始点SP所在的网格SG为父节点Dj，设总计划移动距离为：Ej+1＝Lb+Ej，其中Lb为父节点Dj到与其相邻的每个网格b所需要走的路径长度，即父节点Dj到与其相邻的每个网格b中心连线的长度，b为相邻网格的标号，1≤b≤8，Ej为从起始点所在网格SG到达父节点Dj所移动的距离，j为父节点Dj的标号；设定父节点Dj在起始点所在网格SG时初值为：j＝0，L＝0，Ej＝0；5b）分别计算第一个相邻网格通过水平—垂直平移和垂直—水平平移这两条路径到达终止点所在网格EG的预估算耗费：Hn＝R(k)*m，并将这两个预估算耗费的最小值记为HM，其中R(k)为平移过程中所经过的网格数，k为平移过程中所经过的网格标号，n为路径标号，n为整数，1≤n≤2，m为地图放大系数，1≤m≤20；5c）对与父节点Dj相邻的每一个网格重复步骤（5b），得到各自的预估算耗费的最小值HMb；5d）计算与父节点Dj相邻的每个网格b到终止点所在的网格EG的总估计值F(b)：F(b)＝G(b)+HMb；其中G(b)为总移动耗费，其值与总计划移动距离相等，即总移动耗费：G(b)＝Ej+1；5e）将总估计值F(b)中的最小值所对应的网格x作为新的父节点Dj+1，总计划移动距离为：Ej+1＝Lx+Ej，其中Lx为父节点Dj到与其相邻的网格x中心连线的长度，则当前的计划移动路径为父节点Dj与新的父节点Dj+1所在的网格中心的连线；5f）判断新的父节点Dj+1与父节点Dj的搜索方向是否相同，如果搜索方向相同，则返回步骤（5b）继续进行搜索；否则，执行步骤（5g）；5g）将步骤（5f）中的新的父节点Dj+1作为新的起始点SP，并判断该点与终止点EP的距离是否小于2，若距离小于2，则停止路径规划，此时，网格地图中飞行器的起始点SP所在的网格SG到达终止点EP所在的网格EG的路径，即为网格地图中所有父节点Dt与Dt+1所在的网格中心连线组成的线段，其中0≤t≤j，否则，返回步骤（3）。