[发明专利]一种无人飞行器三维航迹规划方法及装置

权利要求书

1.一种无人机三维航迹规划方法，包括：

步骤A：构建三维地形环境模型、航迹评价模型和航迹寻优约束模型；

步骤B：构建细胞膜结构；

步骤C：航迹搜索空间离散缩减和参数初始化设置；

步骤D：最优航迹点搜索；

步骤E：航迹平滑处理；

其特征在于：

步骤D采用基于细胞膜结构的混合智能算法对最优航迹点进行搜索；

步骤D包括：

步骤D1：生成位置坐标初始值；

步骤D2：利用萤火虫算法与I型基本膜进行最优航迹搜索，同时利用蜂群算法与II型基本膜进行最优航迹搜索；

步骤D3：基本膜进行膜内信息交流，每个基本膜将本次迭代得到的2组最优航迹坐标点传送给其他同类型基本膜；同时每个基本膜将搜索到的最优航迹坐标点传送到中间膜中；

步骤D4：两中间膜对基本膜传送的航迹点解进行适应度值计算，并将自身得到的最优航迹点解和最差航迹点解传送给对方；中间膜在接收到航迹点解后，将其发送给每个基本膜；同时中间膜将最优航迹点传送给表层膜；

步骤D5：判断算法是否达到膜系统的最大跌代次数，如达到最大迭代次数则表层膜选取出最优航迹点解，并作为搜索的最优航迹点解；如未达到最大迭代次数，则转至步骤D2。

2.如权利要求1所述的一种无人机三维航迹规划方法，其特征在于：

步骤A中通过函数模拟建立UAV三维地形环境模型；根据UAV飞行过程中地形因素和威胁因素建立航迹评价模型；根据UAV自身物理性质建立航迹寻优约束模型；

步骤B采用DSP芯片和FPGA芯片构建由表层膜、中间膜和基本膜组成的三层细胞膜结构；

步骤C中对三维航迹搜索空间进行坐标转换和离散化缩减处理；对三维地形环境模型参数进行初始化设置；对航迹评价模型参数进行初始化设置；对航迹寻优约束模型参数进行初始化设置；对基本膜内寻优算法参数进行初始化设置；

步骤E采用内切圆对搜索出的最优航迹点进行平滑处理。

3.如权利要求2所述的一种无人机三维航迹规划方法，其特征在于：

步骤A包括：

步骤A1：建立三维地形环境模型；

步骤A2：建立航迹优化模型；

步骤A3：根据UAV自身物理性质建立航迹寻优约束模型；

步骤B包括：

步骤B1：采用DSP芯片构建I型、II型两种基本膜；

步骤B2：采用FPGA芯片构建I型、II型两种中间膜；

步骤B3：采用FPGA芯片构建表层膜；

步骤C包括：

步骤C1：航迹搜索空间坐标转换和离散缩减处理；

步骤C2：对三维地形环境模型、航迹评价模型、航迹寻优约束模型参数进行初始化设置；

步骤C3：对基本膜内算法参数进行初始化设置；

步骤E包括：

步骤E1：求出航迹点所形成航迹路径的相邻路段夹角值；

步骤E2：作出相邻路段夹角的角度平分线FE；

步骤E3：在角度平分线上找出一点，使得该点到两相邻路径段的垂直距离为UAV的最小转弯半径；

步骤E4：以步骤E3找出点为圆心，以UAV的最小转弯半径作圆，则在圆上连接两相邻路径段的最短圆弧为平滑后的UAV路径。