一种智能识别威胁类型的无人机飞行路径规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及混合环境威胁识别和飞行路径实时计算领域，尤其涉及一种智能识别 威胁类型的无人机飞行路径规划方法。
【背景技术】
[0002] 无人机在执行飞行任务时需要穿越一定的物理区域，并对该区域预定的目标进行 攻击或侦察。无人机需要寻找最优的飞行路径以保证从出发点安全到达目标点，在此过程 中，无人机需要避开区域的敌方防御力量和自然环境的障碍，最终使无人机能安全到达目 的地。
[0003] 预先设定的区域就是无人机进行航路规划的空间，但一般存在自然地形，天气、电 磁干扰和敌方防空、高炮等威胁。威胁的来源和形式具有多样性，从航路规划的角度分析威 胁，将威胁分为已知威胁和未知威胁，或固定威胁和动态威胁。已知威胁是指在航路规划进 行开始就已经获得了威胁的准确信息，如知道在某处存在某型号的雷达。未知威胁则相反， 无法预测到无人机在飞行时出现的威胁。无人机在执行飞行任务时往往同时面临以上两种 威胁，能否很好地识别并应对静态和动态威胁并实时规划出最优的航路成为影响无人机执 行任务能力的关键因素。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种智能识别威胁类型的无人机飞行路径规划方法，能 够识别威胁类型并搜寻最优飞行路径。
[0005] 本发明的一种智能识别威胁类型的无人飞行路径规划方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤1、对搜索区域进行初始化，具体为：
[0007] SOl :对搜索区域进行栅格化，将无人机出发的节点定义为源节点，将无人机要到 达的节点定义为目标节点；每个节点均存储该节点的信息素值V和特异化信息素值SV ;
[0008] S02 :确定搜索区域内静态威胁区域的中心位置及静态威胁的半径r，对静态威胁 区域内的节点信息素值V进行赋值：V = -Jir2;将搜索区域内静态威胁区域之外的节点的 信息素值赋值为（〇. Dn，其中，η为搜索区域内节点总个数；
[0009] S03:根据搜索区域内敌方防御力量，设置动态威胁的个数及属性，并将所有动态 威胁随机置于搜索区域内，覆盖范围根据动态威胁各自的属性确定；令动态威胁在搜索区 域内随机移动，其移动速度与无人飞机的飞行速度一致；
[0010] 步骤2、采用探测体对搜索区域进行探测，完成对动态威胁的特异化标记，具体 为：
[0011] S20、在初始时刻h，采用m个虚拟无人机作为探测体置于源节点上，用flage表示 探测体存活状态：当flage为1时表示存活，当flage为0时表示探测体被攻击死亡；实时 监测到达目标节点的探测体的数目，并记录当该数目等于1的时刻t2，同时启动计时器，设 置倒计时时长为2 X (t2_ti);同时，从初始时刻h开始，针对任意一个探测体，执行步骤S21 至步骤S23 ;当倒计时结束时，停止所有探测体在搜索区域内的探测；
[0012] S21、当前探测体准备从当前所处节点转换到下一节点上，具体步骤如下：
[0013] S211、首先判断探测体当前所处节点的信息素值V大小是否为-:
[0014] (1)若V为-c?，将表征探测体存活状态的f Iage置为〇,探测体停止探测，同时将 探测体所在动态威胁区域内的动态威胁进行特异化标记；同时，被特异化标记的动态威胁 覆盖的区域内节点信息素值V置为-C?，节点的特异化信息素值SV置为1，然后执行S212 ; 当被特异化标记的动态威胁离开覆盖区域的节点后，节点信息素值复原为覆盖前的值，节 点特异化信息素值SV置为0，然后执行S212 ;
[0015] (2)若 V 不为 _〇〇,则执行 S212 ;
[0016] S212、判断探测体当前所在节点的前方以及上、下相邻的3个相邻节点中是否有 目标节点，若有目标节点，执行步骤S23 ;若没有目标节点，则执行S213 ;
[0017] S213、判断所述3个相邻节点的信息素值V与0的大小关系：
[0018] (1)若3个相邻节点的信息素值都小于或等于0,则这3个节点都为不可用备选节 点，即置探测体当前所处节点的信息素值为〇,进入步骤S22 ;
[0019] (2)若3个相邻节点中存在至少一个节点的信息素值大于0,则信息素值大于0的 节点为可用备选节点，并分别计算出转换概率：转换概率等于当前可用备选节点的信息素 值除以所有可用备选节点信息素值之和；选择转换概率最大的可用备选节点作为潜在转换 节点；
[0020] 将探测体当前所处节点的信息素值V更新为
【主权项】
1. 一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1、对搜索区域进行初始化，具体为： 501 :对搜索区域进行栅格化，将无人机出发的节点定义为源节点，将无人机要到达的 节点定义为目标节点；每个节点均存储该节点的信息素值V和特异化信息素值SV ; 502 :确定搜索区域内静态威胁区域的中心位置及静态威胁的半径r，对静态威胁区域 内的节点信息素值V进行赋值：V = -Jir2;将搜索区域内静态威胁区域之外的节点的信息 素值赋值为（〇. Dn，其中，η为搜索区域内节点总个数； 503 :根据搜索区域内敌方防御力量，设置动态威胁的个数及属性，并将所有动态威胁 随机置于搜索区域内，覆盖范围根据动态威胁各自的属性确定；令动态威胁在搜索区域内 随机移动，其移动速度与无人飞机的飞行速度一致； 步骤2、采用探测体对搜索区域进行探测，完成对动态威胁的特异化标记，具体为： 520、 在初始时刻h，采用m个虚拟无人机作为探测体置于源节点上，用flage表示探测 体存活状态：当Hage为1时表示存活，当flage为0时表示探测体被攻击死亡；实时监测 到达目标节点的探测体的数目，并记录当该数目等于1的时刻t 2，同时启动计时器，设置倒 计时时长为2 X (t2-ti);同时，从初始时刻h开始，针对任意一个探测体，执行步骤S21至步 骤S23 ;当倒计时结束时，停止所有探测体在搜索区域内的探测； 521、 当前探测体准备从当前所处节点转换到下一节点上，具体步骤如下： 5211、 首先判断探测体当前所处节点的信息素值V大小是否为-m : (1) 若V为-c?，将表征探测体存活状态的f Iage置为0,探测体停止探测，同时将探测 体所在动态威胁区域内的动态威胁进行特异化标记；同时，被特异化标记的动态威胁覆盖 的区域内节点信息素值V置为-c?，节点的特异化信息素值SV置为1，然后执行S212 ;当 被特异化标记的动态威胁离开覆盖区域的节点后，节点信息素值复原为覆盖前的值，节点 特异化信息素值SV置为0,然后执行S212 ; (2) 若V不为-%则执行S212 ; 5212、 判断探测体当前所在节点的前方以及上、下相邻的3个相邻节点中是否有目标 节点，若有目标节点，执行步骤S23 ;若没有目标节点，则执行S213 ; 5213、 判断所述3个相邻节点的信息素值V与0的大小关系： (1) 若3个相邻节点的信息素值都小于或等于0,则这3个节点都为不可用备选节点， 即置探测体当前所处节点的信息素值为〇,进入步骤S22 ; (2) 若3个相邻节点中存在至少一个节点的信息素值