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专利号: 2024111306160
申请人: 岭南师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于FLC‑APF‑RRT*的无人机路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)预设一个目标偏向阈值Pbias,随机产生概率P,依据Pbias和P的大小关系,将随机树扩展分为探索和收敛两个阶段;

(2)设计模糊控制器PbiasFuzzy,根据环境因素动态输出目标偏向阈值;

(3)结合人工势场法与目标偏向阈值,提出一种改进新节点的生成方法。

2.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法,其特征在于,当P

3.根据权利要求2所述的无人机路径规划方法,其特征在于,当P≥Pbias时,随机树处于探索阶段,随机生成采样点Xrand,进行随机树横向拓展。

4.根据权利要求3所述的无人机路径规划方法,其特征在于,新节点Xnew扩展定义如式(1)所示:其中,X′goal为Xnearest指向Xgoal的延长线上距离为step的点,Xrand为新扩展的随机点。

5.根据权利要求4所述的无人机路径规划方法,其特征在于,所述模糊控制器双输入单输出,输入参数一为采样点附近的障碍物密度,输入参数二为采样点到目标点的欧氏距离,输出值为目标偏向阈值,障碍物密度ObsDensity和采样点到目标点的距离GoalDist被配置相同的子集{NL,NM,ZE,PM,PL},归一化后其取值范围为[0,1]与[0,10],输出目标偏向阈值Pbias的输出范围为[0,0.7],模糊子集为{NL,NM,NS,ZE,PS,PM,PL}。

6.根据权利要求5所述的无人机路径规划方法,其特征在于,将Pbias作为影响因子,动态分配对新节点有影响作用的随机点和人工势场,其中,改进新节点的配置方法如式(2)所示:其中,X'goal为Xnearest与Xgoal延长线上距离为step的点,||Xrand‑Xnearest||表示Xrand与Xnearest之间的欧氏距离。

7.根据权利要求6所述的无人机路径规划方法,其特征在于,所述Fatt为引力,其定义如式(3)所示:Uatt代表引力函数;Ka代表引力常数;Xnearest表示随机树扩展的当前节点;ρ(Xgoal,Xnearest)为矢量,长度为Xnearest到Xgoal的欧几里得距离,方向为Xnearest指向Xgoal。

8.根据权利要求7所述的无人机路径规划方法,其特征在于,所述Frep为斥力,其定义如式(4)所示:Xnearest表示随机树扩展的当前节点;Xobstacle表示障碍物的位置;ρ(Xobstacle,Xnearest)为矢量,长度为Xobstacle到Xnearest的欧几里得距离,方向为Xobstacle指向Xnearest;ρ0为斥力场的作用范围;

9.根据权利要求8所述的无人机路径规划方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:基于FLC‑APF‑RRT*算法进行N次迭代;

使用numNodes最大节点数目来控制生成节点的总数,若超过此界限则视为规划失败。

10.一种基于FLC‑APF‑RRT*的无人机路径规划系统,其特征在于,所述系统被配置为:(1)预设一个目标偏向阈值Pbias,随机产生概率P,依据Pbias和P的大小关系,将随机树扩展分为探索和收敛两个阶段;

(2)设计模糊控制器PbiasFuzzy,根据环境因素动态输出目标偏向阈值;

(3)结合人工势场法与目标偏向阈值,提出一种改进新节点的生成方法。