[发明专利]一种基于变分法的无人机最优能耗路径的规划方法

权利要求书

1.一种基于变分法的无人机最优能耗路径的规划方法，其特征在于，包括：

S1，基于A*算法设计无人机飞行的最短路径；

S2，基于变分法依次计算最短路径中相邻两个节点的运动数据和最优能耗控制量；其中运动数据包括无人机的位置x₁(t)和速度x₂(t)；

S3，将最短路径中所有相邻节点的无人机的位置x₁(t)分解到x轴和y轴；

S4，将无人机的位置x₁(t)的x轴分量、y轴分量分别加上无人机在相邻节点飞行中的第一个节点坐标的x轴分量、y轴分量后，作为整个路径的运动过程中的运动参数。

2.根据权利要求1所述的基于变分法的无人机最优能耗路径的规划方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11，获取无人机预先设定要经过的各个节点的坐标信息，把起始节点放入close列表，把剩余节点放入open列表，

S12，分别计算open列表中每一个节点的f值；选出f值最小对应的节点作为下一个目标节点；并把f值最小对应的节点放入close列表，更新open列表；

S13，将open列表中的节点重复执行步骤S11-S12，得到各个节点的飞行顺序，作为无人机飞行的最短路径。

3.根据权利要求2所述的基于变分法的无人机最优能耗路径的规划方法，其特征在于，f＝g+h；其中g＝g₁+g₂，g₁为已确定节点的路径距离，g₂为当前节点和上一个确定节点的距离；h的计算步骤为：计算两两节点之间的距离，选择最小距离；将open列表中的节点数和最小距离相乘,得到h。

4.根据权利要求3所述的基于变分法的无人机最优能耗路径的规划方法，其特征在于，若无人机预先设定要经过的各个节点为A、B、C、D和E五个节点；将A作为起始节点，B、C、D和E放入open列表，

则B节点的g值为s_AB，C节点的g值为s_AC，D节点的g值为s_AD，E节点的g值为s_AE；

计算B节点的h值：计算两两节点之间的距离，不计算节点B和节点A距离，得到s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AD，s_AE；选择s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AD，s_AE中最小的值作为s_min-B，则h_B＝4×s_min-B；

计算C节点的h值：计算两两节点之间的距离，不计算节点C和节点A距离，得到s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AB，s_AD，s_AE；选择s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AB，s_AD，s_AE中最小的值作为s_min-C，则h_C＝4×s_min-C；

计算D节点的h值：计算两两节点之间的距离，不计算节点D和节点A距离，得到s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AB，s_AE；选择s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AB，s_AE中最小的值作为s_min-D，则h_C＝4×s_min-D；

计算E节点的h值：计算两两节点之间的距离，距离，得到s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AB，s_AD；选择s_BC，s_BD，s_BE，s_CD，s_CE，s_DE，s_AC，s_AB，s_AD中最小的值作为s_min-E，则h_C＝4×s_min-E；

分别将BCDE节点的g值和h值相加，得到BCDE节点的f值，f_B,f_C,f_D,f_E，将f_B,f_C,f_D,f_E中的最小值对应的节点作为下一个目标节点。