【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人系统导航，具体涉及仿地飞行中无人机的路径规划方法、系统、介质及设备。
技术介绍
1、无人机路径规划问题属于典型的旅行商问题，在复杂山岭中仿地飞行时，需要考虑飞机特性和安全约束，保证安全的同时考虑其高效性。
2、现有专利提出的一种无人机仿地飞行航线自动规划方法，该方法首先构建飞行任务的目标航迹规划空间，提取二维飞行剖面并预设航迹高度进行路径搜索，得到目标二维轨迹，在平原飞行时海拔高度几乎一致，没有问题，当飞行场景为复杂的山岭，无人机需要经常提高飞行高度和保障与周围山体的安全飞行距离，所以预设的航迹高度存在巨大风险，因此，亟待一种新的路径规划方法来解决当前存在的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的问题，本专利技术提供一种仿地飞行中无人机的路径规划方法、系统、介质及设备，用于解决目前存在的技术问题。
2、一种仿地飞行中无人机的路径规划方法，所述方法包括：
3、s1.根据仿地飞行中任务飞行区域的高程信息，设置任务起始点和任务目标点；
4、s2.基于无人机的安全约束将所述任务飞行区域进行栅格化，并根据所述无人机的特性进行蚁群算法的参数初始化；
5、s3.采用所述蚁群算法在所述栅格化后的飞行区域中规划出所述无人机的飞行最短路径。
6、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述任务飞行区域为山岭区域。
7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方
8、s21.确定所述无人机的安全飞行高度，将所有的安全飞行高度构成安全飞行区域；
9、s22.根据所述高程信息，将所述安全飞行区域分成数个竖切面，根据所述无人机的爬升速度、下滑速度、左转速度及右转速度得到下一切面的任务飞行区域；
10、s23.在无人机飞到山岭附近时，设置无人机的左右边安全区域大于无人机的转弯直径；
11、s24.对所述任务飞行区域建立信息素矩阵并进行初始化。
12、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s3包括：
13、s31.根据蚁群算法进行迭代计算得到无人机的可飞行路径；
14、s32.更新迭代计算涉及的航迹点的信息素；
15、s33.判断是否达到事先设定的迭代次数，若未达到，则迭代次数加1，转至步骤s31；若达到，则转至步骤s34；
16、s34.将最后一次迭代得到的路径作为无人机的飞行最短路径。
17、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s21具体包括：设置无人机的安全飞行高度hsafe，计算方式如下：
18、hsafe＝[hmin，ht...，hmax]
19、hmin＝hi+hsafe
20、hmax＝hmax+hsafe
21、
22、ht＝hi+j*l，j＝1，2，...
23、其中hi表示第i点的地形高度，ht表示无人机飞行到t点时可停留的安全高度，hmin表示无人机在整个飞行路径上最低航迹点的安全飞行高度，由整片飞行区域的最低高程点加上安全飞行高度可得，hmax表示无人机在整个飞行路径上最高航迹点的安全飞行高度，由整片飞行区域的最高高程点加上安全飞行高度可得，hsafe表示无人机在当前点的安全飞行高度区间，l表示安全飞行高度区间的离散精度，j表示离散精度的个数。
24、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s22具体包括：根据高程信息，将安全飞行区域分成n个竖切面，设置无人机的爬升速度为vup，下滑速度为vdown，左转速度为vleft，右转速度为vright，则计算得到下一竖切面的可访问区域，计算方式如下：
25、
26、hn+1＝[hn-t*vdown，hn+t*vup]
27、q(x+1，y+1)＝[q(x，y)-t*vleft，q(x，y)+t*vright]
28、其中，l表示当前任务航迹点与下一任务航迹点的飞行距离，即离散精度，vmax表示无人机的最大飞行速度，t表示从此切面飞到下一切面无人机需要飞行的最短时间，hn+1表示下一个任务点可停留的安全飞行高度，hn表示第n个任务点可停留的安全飞行高度，q(x,y)表示当前竖切面中无人机可到达的任务航迹点，x和y表示竖切面中水平方向和垂直方向的坐标值，q(x+1,y+1)表示无人机从当前竖切面的任务航迹点开始进行左盘、右盘能够到达下一个竖切面的任务航迹点区间。
29、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述s31具体包括：设置迭代次数m，计算当前可达路径航迹点的转移概率，按照轮盘赌方法选择蚂蚁下一步访问的航迹点，并将该航迹点放至禁忌表内，重复该步骤直至所有航迹点均被遍历一遍然后回到初始航迹点，所有的航迹点则生成一条可行的路径，记录该可行路径的总长度，并清空禁忌表，为下一次迭代做准备，转移概率的计算如下：
30、
31、
32、
33、其中allowedr为第r只蚂蚁由当前航迹点可到达的点集，τuv为两航迹点u,v路径上的信息素，τus为两航迹点u,s路径上的信息素，α是信息素重要程度因子，ηuv为航迹点u至航迹点v的启发函数，ηus为航迹点u至航迹点s的启发函数,duv为航迹点u至航迹点v的欧式距离，dus为航迹点u至航迹点s的欧式距离，β为启发函数重要程度因子。
34、本专利技术还提供了一种仿地飞行中无人机的路径规划系统，所述系统用于实现本专利技术的方法，包括：
35、设置模块，用于根据仿地飞行中任务飞行区域的高程信息，设置任务起始点和任务目标点；
36、栅格化模块，用于基于无人机的安全约束将所述任务飞行区域进行栅格化，并根据所述无人机的特性进行蚁群算法的参数初始化；
37、规划模块，用于采用所述蚁群算法在所述栅格化后的飞行区域中规划出所述无人机的飞行最短路径。
38、本专利技术还提供了一种计算机存储介质，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现所述的方法。
39、本专利技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
40、存储器，存储有可执行指令；
41、处理器，所述处理器
42、运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的方法。
43、本专利技术的有益效果
44、与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
45、本专利技术的仿地飞行中无人机的路径规划方法，包括：根据仿地飞行中任务飞行区域的高程信息，设置任务起始点和任务目标点；基于无人机的安全约束将所述任务飞行区域进行栅格化，并根据所述无人机的特性进行蚁群算法的参数初始化；采用所述蚁群算法在所述栅格化后的飞行区域中规划出所述无人机的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述任务飞行区域为山岭区域。
3.根据权利要求1所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S2包括：
4.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S3包括：
5.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S21具体包括：设置无人机的安全飞行高度Hsafe，计算方式如下：
6.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S22具体包括根据高程信息，将安全飞行区域分成n个竖切面，设置无人机的爬升速度为Vup，下滑速度为Vdown，左转速度为Vleft，右转速度为Vright，则计算得到下一竖切面的可访问区域，计算方式如下：
7.根据权利要求4所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S31具体包括：设置迭代次数M，计算当前可达路径航迹点的转移概率，按照轮盘赌方法选择蚂蚁下一步访问
8.一种仿地飞行中无人机的路径规划系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1-7任一项所述的方法，具体包括：
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述任务飞行区域为山岭区域。
3.根据权利要求1所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述s2包括：
4.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述s3包括：
5.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述s21具体包括：设置无人机的安全飞行高度hsafe，计算方式如下：
6.根据权利要求3所述的仿地飞行中无人机的路径规划方法，其特征在于，所述s22具体包括根据高程信息，将安全飞行区域分成n个竖切面，设置无人机的爬升速度为vup，下滑速度为vdown，左转速度为vleft，右转速度为vright，则...
【专利技术属性】
技术研发人员：王富贵，张志龙，汪善武，魏雅川，常天星，
申请(专利权)人：航天时代飞鹏有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。