[发明专利]一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法

说明书

本发明涉及一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法，本发明有效解决了现有决策方法无法实现最优条件下的航迹规划的问题；解决的技术方案包括：初始化无人机、目的地及环境信息；其次，利用蚁群算法，建立以最小损耗为目标函数的多目的地决策模型，有效的实现无人机的自主决策；然后，使用基于扩充解的滚动时域法，实现在复杂环境下的分步、实时航迹规划；最后，采取边走边决策的策略完成飞行任务；本方案在基于扩充解的滚动时域法（RHC_eS）中加入智能决策机制，实现了无人机的自主决策与实时航迹的规划，从而具备实时规划能力、更快的反应速度、更好的路径信息反馈能力，优于其他决策与航迹规划方法。

技术领域

本发明涉及航迹规划技术领域，尤其涉及一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法。

背景技术

战时背景下的无人机多目的地物资运输任务，因其紧张复杂的环境和多变的物资需求，给运输任务造成了极大的困难，目前，针对战时环境下的多目的地物资运输问题，国内外相关学者提出了很多方法,但这些方法在解决战时环境下的物资运输任务时，仅通过当前环境和需求信息，来对目的地进行决策,而在真实情况下，环境和需求等信息都是不断变化的,因此，仅利用历史信息做一次决策，难以积极、灵活、实时的应对瞬息万变的战场；

多目的地航迹规划属于小型旅行商问题，旅行商问题是图论中最具有代表性的组合优化问题，并且已经被证明是一个NP问题，在考虑旅行商问题时，现有算法大多数选择以路径长度作为目的地决策的判断依据，但在实际环境下，需要根据任务和目标，考虑多种影响因素，且大多数算法，一般将决策和航迹规划任务分开处理，对实时决策和航迹规划有较少研究；

鉴于以上我们提供一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法用于解决以上问题。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法，本方案在基于扩充解的滚动时域法(RHC_eS)中加入智能决策机制，实现了无人机的自主决策与实时航迹的规划，相对于现有的无人机航迹规划方法具备实时规划能力、更快的反应速度、更好的路径信息反馈能力。

一种带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化无人机、目的地及环境信息；

S2：构造多目的地智能决策机制；

S3：选择最优目的地；

S4：使用RHC_eS进行航迹规划；

S5：更新无人机、目的地及环境信息；

S6：采取边走边决策策略，循环执行S2-S5，直到到达最后一个目的地。

上述技术方案有益效果在于：

(1)本方案在基于扩充解的滚动时域法(RHC_eS)中加入智能决策机制，实现了无人机的自主决策与实时航迹的规划，从而具备实时规划能力、更快的反应速度、更好的路径信息反馈能力；

(2)本方案所提出的航迹规划方法，相对于现有的其他种类无人机航迹规划方法，在实现整体损耗最低的情况下，使得其航迹长度与以最短航路为目标函数的规划方法几乎没有区别，从而实现在最优的情况下完成无人机的多目的地的航迹规划任务。

附图说明

图1为本发明带有智能决策的多目的地无人机实时航迹规划方法流程图；

图2为本发明基于蚁群算法的多目的地智能决策流程图；

图3为本发明基于扩充解的滚动时域法航迹规划流程图；

图4为本发明多目的地(5A、5B)智能决策与航迹规划结果示意图；

图5为本发明多目的地(5C、5D)智能决策与航迹规划结果示意图；