技術(shù)特征：

1.一種基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：在a星算法的基礎(chǔ)上引入多距離約束方法進(jìn)行無人機(jī)路徑規(guī)劃；所述多距離約束方法用于計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與鄰域節(jié)點(diǎn)的總代價(jià)函數(shù)，將總代價(jià)函數(shù)最小的鄰域節(jié)點(diǎn)作為規(guī)劃路徑，多距離約束方法采用的總代價(jià)函數(shù)為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：將無人機(jī)任務(wù)區(qū)域的三維物理空間切分為一個(gè)個(gè)緊密排列的三維柵格，每個(gè)柵格作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)柵格的邊長(zhǎng)為1個(gè)步長(zhǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：在無人機(jī)路徑規(guī)劃的一開始，先將無人機(jī)的起始節(jié)點(diǎn)提升至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)高度，選擇該高度的柵格層作為無人機(jī)路徑規(guī)劃的二維柵格地圖，無人機(jī)采用多距離約束方法選擇下一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；最后，保留同一直線上的首尾兩個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，去除中間的冗余節(jié)點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：通過相鄰基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的斜率來去除冗余節(jié)點(diǎn)，在無人機(jī)選中的所有基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)中，從起始節(jié)點(diǎn)開始依次向后遍歷，將先后的三個(gè)相鄰基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)分別記為節(jié)點(diǎn)a、節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c，三個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(xa,ya)、(xb,yb)和(xc,yc)，分別計(jì)算相鄰基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的斜率和若kab＝kbc，則節(jié)點(diǎn)b為冗余節(jié)點(diǎn)，舍去節(jié)點(diǎn)b，將節(jié)點(diǎn)c作為新的節(jié)點(diǎn)b，再向后遍歷一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)作為新的節(jié)點(diǎn)c，重復(fù)斜率計(jì)算和判斷，直至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；若kab≠kbc，則將節(jié)點(diǎn)b作為新的節(jié)點(diǎn)a，再向后遍歷兩個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)作為新的節(jié)點(diǎn)b和新的節(jié)點(diǎn)c，重復(fù)斜率計(jì)算和判斷，直至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：首先，設(shè)置開放列表openlist和封閉列表closedlist，將起始節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)加入到openlist中；然后，逐個(gè)判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)步長(zhǎng)為1的8個(gè)鄰域節(jié)點(diǎn)是否在closedlist中，若不在則判斷鄰域節(jié)點(diǎn)是否在openlist中，若不在則計(jì)算鄰域節(jié)點(diǎn)的總代價(jià)值并將鄰域節(jié)點(diǎn)加入到openlist中；接著，將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)從openlist中移除，并作為新的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)加入到closedlist中，判斷新的基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)是否與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)重合；接著，從openlist中選取總代價(jià)值最小的節(jié)點(diǎn)作為新的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；重復(fù)至新的新基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)重合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：利用激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將城市場(chǎng)景構(gòu)建為三維柵格地圖；將無人機(jī)任務(wù)區(qū)域的三維物理空間切分為一個(gè)個(gè)緊密排列的三維柵格，將每個(gè)柵格作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)；若有激光點(diǎn)落在某一柵格中，則將該柵格標(biāo)記為占用狀態(tài)，表示有障礙物，不能飛行；反之，則將該柵格標(biāo)記為空閑狀態(tài)，表示沒有障礙物，可以安全飛行。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于多距離約束的無人機(jī)路徑規(guī)劃方法，在計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的啟發(fā)式函數(shù)值時(shí)，充分融合了不同距離式的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)曼哈頓距離和歐氏距離的加權(quán)融合，使得本發(fā)明能夠快速地朝著目標(biāo)節(jié)點(diǎn)方向收斂，在減少不必要的往返搜索的同時(shí)，也減少了路徑轉(zhuǎn)折點(diǎn)的出現(xiàn)概率；此外，由于在計(jì)算總代價(jià)值時(shí)，本發(fā)明引入了鄰域占用懲罰項(xiàng)，若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的一定鄰域范圍內(nèi)存在障礙物，則其總代價(jià)值會(huì)變得很大；鄰域占用懲罰項(xiàng)使得本發(fā)明能夠充分抑制路徑通過障礙物附近區(qū)域的可能性，保證了路徑規(guī)劃的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：朱石晶,陳瑋,廉大衛(wèi),蔡旭陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中航金城無人系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15