一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法
专利汇可以提供一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，它包括如下步骤，步骤1：侦察区域地图环境构建；步骤2：初始搜索区域单元构建；步骤3：搜索区域在线扩张；步骤4：终止条件；步骤5：无人机航线输出；步骤6：目标更新，如果目标链表中所有目标均已规划完毕，则任务完成，结束；否则从目标链表中取出下一目标G，继续步骤7；步骤7：新目标与已搜索区域相交性判断；步骤8：已搜索区域信息更新。其优点是：它针对任务区域内多个移动时敏目标进行侦察任务的路径规划方法，能够满足大范围且较高 精度 下无人机航路规划的实时性要求，并具备对移动时敏目标的动态追踪和最快抵达，从而提高 群体智能 无人系统协同任务效率。，下面是一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法专利的具体信息内容。
1.一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：它包括如下步骤，步骤1：侦察区域地图环境构建；
步骤2：初始搜索区域单元构建；
步骤3：搜索区域在线扩张；
步骤4：终止条件；
步骤5：无人机航线输出；
步骤6：目标更新，如果目标链表中所有目标均已规划完毕，则任务完成，结束；否则从目标链表中取出下一目标G，继续步骤7；
步骤7：新目标与已搜索区域相交性判断；
步骤8：已搜索区域信息更新。
2.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤1包括如下步骤，
(1)工作剖面选取
选取无人机任务预定飞行高度为Huav所在的水平面作为无人机集群工作剖面αuav，无人机群工作剖面αuav与任务区域地形障碍或者对方有效防空区域的相交部分为无人机的禁飞区；
(2)规划空间栅格化
对无人机群工作剖面αuav进行栅格化处理，栅格为正方形，栅格大小LCell取决于侦察任务对无人机航迹精度的要求，Cell(x,y)表示位于第y行第x列的那个栅格区域，如果Cell(x,y)与无人机的禁飞区有交集，则对整个Cell(x,y)栅格标记为“不可通行”。
3.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤2包括如下，
(1)初始搜索区域确定
选取无人机群起始点所在栅格为起始栅格S，以起始栅格S构建初始矩形通行区域单元，起始栅格S沿所在的行进行横向延伸，直到遭遇“不可通行”栅格或者达到地图边界而停止，形成一条横轴；对该横轴在纵向上进行扫描，直到遭遇“不可通行”栅格或者达到任务区域边界而停止，扫描过程所遍历的栅格单元集合在无人机群工作剖面αuav上组成了一个矩形，扫描产生的每个矩形区域单元拥有唯一的ID，该ID数值为该矩形区域单元的诞生次序初始为0，矩形区域单元内部的每个栅格有一个REC_ID属性参数，等于该栅格所在的矩形单元的ID，前述的第一个矩形区域单元(由起始栅格S产生)为REC0，其边界上的栅格REC_ID标记为0，表示这些栅格隶属于初始搜索区域REC0；
(2)基于矩形单元节点的移动目标启发式代价计算
初始搜索区域REC0的外侧存在若干与其它可通行区域相连接的门户出口，由一行(或者一列)的若干栅格组成，其中，某个门户线段为[Cell1(x1,y1)，Cell2(x2,y2)]，则该段的中点栅格Cellm(xm,ym)计算方法：
其中，floor()为取整函数，可采用向下取整或者向上取整；其中，x1，y1为栅格Cell1(x1,y1)所在的列数和行数，x2，y2为栅格Cell2(x2,y2)所在的列数和行数；
对于任意两个栅格Cella(xa,ya)和Cellb(xb,yb)，其octile距离计算方法为：
octile(Cella,Cellb)＝(1.414×|Δx-Δy|+min{Δx,Δy})×LCell
其中，Δx＝|x1-x2|，Δy＝|y1-y2|，栅格Cellm的已估计代价为：
Cellm.gval＝octile(S,Cellm)
此时，起始栅格S记为Cellm的父代栅格；
无人机飞行速度为Vuav，无人机起飞时刻为时间原点(t＝0)，运动目标G在t时刻位于栅格G(t),栅格Cellm的一阶总启发式代价为：
Cellm.hval＝octile(Cellm,G(Cellm.gval/Vuav))
栅格Cellm的总代价估计值为：
Cellm.fval＝Cellm.gval+Cellm.hval
初始搜索区域单元REC0共有M0个门户，如果M0为0，则表示REC0为封闭区域，搜索区域单元REC0的总估计代价为：
REC0.fval＝min{Cellmi.fval|1≤i≤M0}
(3)搜索树更新
将REC0作为第一个搜索单元，放入待搜索单元链表Openlist初始为空表，Openlist为有序链表，按照其中搜索单元总估计代价fval值从小到大排列；
将REC0作为第一个搜索区域，放入搜索单元数组REC_list初始为空数组，REC_list无需排序，新元素直接添加在尾部，数组每个元素为该矩形搜索区域的位置、大小和门户位置信息。
4.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤3包括如下，
(1)搜索区域扩展
对Openlist排序，选取具有最小总估计代价fval值的搜索单元，记为当前最优搜索单元RECopt，RECopt的每个门户向RECopt外侧进行扫描，直到遭遇“不可通行”栅格或者达到地图边界而停止或者遭遇某个已存在区域单元，形成若干新的搜索区域，依次加入搜索区域数组REC_list尾部，并为新搜索区域边界栅格标记REC_ID值；
(2)路径信息传播
所有尚未被访问的栅格，其已估计代价gval视为+∞，对任意栅格Cella和Cellb，如果Cella已被访问，且Cella和Cellb之间满足：
Cella.gval+octile(Cella,Cellb)＜Cellb.gval
则令Cellb.gval＝Cella.gval+octile(Cella,Cellb)，并称栅格Cellb被栅格Cella更新，且栅格Cella为Cellb的父代栅格，
RECopt利用自身信息更新所产生的所有新搜索区域单元，某个新产生的某个搜索区域单元记为RECnew，首先，RECopt和RECnew连接处，RECopt门户段的中心栅格Cellm(xm,ym)更新新搜索区域单元RECnew的对应门户段中心栅格 然后 更新搜索区域单元RECnew的其它门户段，即：
如果RECopt与某现有搜索区域单元紧邻，则首先为该搜索区域单元增加一个新的门户段，然后新门户段更新原搜索区域单元的其它门户段，RECnew的总估计代价为：
(3)搜索树更新
RECopt放入已搜索单元链表Closelist，Closelist无需排序，与Openlist一起代表了所有已访问区域，本次迭代所产生的所有新搜索区域单元放入待搜索单元链表Openlist，如果 则当前算例条件不存在可行路径。
5.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤4包括如下，
(1)时空相交性判断
步骤3的子步骤(2)中某新搜索区域单元RECnew共有Mnew个对外门户，其中 代表与父代栅格连接的那个门户段，
无人机抵达RECnew区域的最早时间和最晚时间，计算方法：
如果目标预测轨迹在该时间段与该区间有交集，即：
则进行终止条件判断；
(2)终止条件判断
栅格CellM与栅格CellN之间的正则化octile路径是指从栅格CellM出发，先沿45°方向移动至栅格CellN同一行(或同一列)，然后横向(或纵向)移动至栅格CellN的那一条路径，记π＝{π1，π2……πK}，其中πi为依次经过的路径栅格，K为路径序列的栅格总数，无人机所携带侦查载荷的工作半径为RD，判断是否获得最优路径的方法具体如下：
1)RECnew入口处 栅格与栅格 之间的正则化octile路径，记为
π；
2)令i＝1；
3)如果octile(πi,G(πi.gval/Vuav))＜RD，则无人机在栅格πi处捕获目标，跳转至步骤5，其中
4)如果3)不成立，则i＝i+1；
5)如果 则暂时不满足终止条件，返回步骤3，继续搜索；
6)如果G(πi.gval/Vuav)≠G(πi-1.gval/Vuav)，且G(πi.gval/Vuav)∈RECnew，则生成πi与Gi
(π.gval/Vuav)之间的正则化octile路径，代替π，然后跳转至2)；
7)如果G(πi.gval/Vuav)＝＝G(πi-1.gval/Vuav)，则然后跳转至3)。
6.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤5包括如下，
i
步骤4的子步骤(2)中的步骤3)中的π为无人机突防抵近目标阶段的航路终点，其父代栅格为对应的 然后 继续回溯父代栅格并依次类推，直至回溯至起始栅格S，既可获得突防抵近阶段的完整航路。
7.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤7包括如下，
假设上一任务保留的排序Openlist中，搜索单元的总代价fval最大值为fvalmax，假设从栅格G(0)依次遍历至栅格G(fvalmax/Vuav)，与已搜索区域的交集为 N为
所经过的已有搜索单元总数，
依次选取 1≤j≤N，执行如下判断：
1)假设搜索区域单元 共有Mj个对外门户，分别记为 1≤k≤Mj，无人机抵达区域的最早时间和最晚时间，计算方法：
如果目标预测轨迹在该时间段与该区间没有交集，即：
则跳转至步骤8；否则，k＝0，然后跳转至2)；
2)如果k＝＝Mj,则j＝j+1，跳转至1)；否则k＝k+1；
3)记 与栅格 之间的正则化octile路径为π＝{π1，π2……}；
4)令i＝1；
5)如果octile(πi,G(πi.gval/Vuav))＜RD，则无需规划可直接确定无人机可以在栅格πi处捕获目标，生成任务航路，并跳转至步骤6，其中
6)如果5)不成立，则i＝i+1；
7)如果 则返回2)；
8)如果G(πi.gval/Vuav)≠G(πi-1.gval/Vuav)，且 则生成πi与G
(πi.gval/Vuav)之间的正则化octile路径，代替π，然后跳转至4)；
9)如果G(πi.gval/Vuav)＝＝G(πi-1.gval/Vuav)，则然后跳转至5)。
8.如权利要求1所述的一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法，其特征在于：所述的步骤8包括如下，如果步骤7中，未直接获得针对新目标的最优路径，则根据新目标轨迹信息，更新待搜索单元链表Openlist，
Openlist中任一搜索单元REC的所属门户段总估计代价：
其中，MREC为REC的所属门户段总数，
搜索单元REC总估计代价：
根据更新后的总估计代价fval，重新排序Openlist，然后跳转至步骤2进行新的动态时敏目标侦察航迹规划。
一种无人机群对多移动时敏目标侦察路径规划方法
技术领域
背景技术
发明内容
与G(π.gval/Vuav)之间的正则化octile路径，代替π，然后跳转至4)；
附图说明
具体实施方式
定路径，记π＝{π，π……π}，其中π为依次经过的路径栅格，K为路径序列的栅格总数。
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