申请/专利权人：华北水利水电大学

申请日：2023-10-11

公开（公告）日：2024-03-05

公开（公告）号：CN117647987A

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/20

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.03.22#实质审查的生效;2024.03.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于分段势场法与寄居蟹算法结合的无人机路径规划方法，涉及无人机路径规划技术领域，包括离散化环境；初始化坐标；势场值计算；引导无人机运动；寄居蟹算法初始化种群；适应度评估；寻找最优解；搜索操作；迭代搜索；检查收敛条件；获取无人机最优路径等步骤。本发明方法实现了无人机路径规划的高效性和避障能力，且不易陷入局部最优解，并能够有效应用于复杂环境中，在高效规避障碍物的同时找到最佳路径。

主权项：1.一种基于分段势场法与寄居蟹算法结合的无人机路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将飞行区域划分为网格形式，每个网格代表一个离散的空间单元；并初始化坐标，包括确定无人机的初始位置坐标、目标终点坐标以及随机生成的障碍物位置坐标；S2、利用分段势场法计算网格中每个单元格的势场值，包括：a、为上述每个空间单元区域选择对应的势能函数，表示为：i＝1,2,3,…,n，即n个分段区域和n个对应的势能函数；b、根据物体的位置和分段区域，计算每个单元格x，y与物体之间的距离dx,y；c、根据上述距离计算每个单元格对应的势能值： d、将所有分段的势能值Vix,y以及权重系数wi进行加权求和，得到最终的势场值：Vx,y＝Σwi*Vix,yi＝1,2,...,n；S3、以势场值表示对无人机的吸引或者排斥力量，从而引导无人机避开障碍物并朝向目标终点；S4、利用寄居蟹算法初始化种群：随机生成一组候选解作为初始种群，每个候选解表示一条路径；并对每个候选解进行适应度评估用以选择适应度较高的个体作为当前最优解；S5、利用搜索操作模拟寄居蟹的行为策略，并进行不断迭代搜索，基于对算法的收敛行为进行监测和分析，当算法达到一定的稳定状态或无法显著改进时，判断算法已经收敛，并以此为停止条件来结束搜索过程；S6、输出无人机最优路径：通过上述分段势场法生成每个小段的局部路径，再使用寄居蟹算法调整每个小段的连接方式，将经过寄居蟹算法优化后的每个小段路径进行组合，形成最终的整体路径并输出结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华北水利水电大学 一种基于分段势场法与寄居蟹算法结合的无人机路径规划方法

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