本技术公开了一种基于双种群多约束进化的无人机群路径规划方法,包括根据无人机路径确定第一种群和第二种群;基于第一种群和第二种群生成子代后获得第一组合种群和第二组合种群;依次确定第一组合种群和第二组合种群中可行解的数量,并结合贡献值阈值进行更新,对无人机群进行路径规划,以及判断是否达到终止条件,若否返回继续迭代,若是,根据更新的第一组合种群和第二组合种群输出非支配解。本申请基于种群贡献度,自适应选择合适的约束计算方式得到可行解方式,可显著提高求解效率和解的质量,同时增强了算法的稳定性和适应性。
背景技术
无人机凭借其便携性和灵活性,已广泛应用于军事侦察、环境监测和货物运输等领域,其路径规划是确保无人机成功执行这些任务的关键。无人机路径规划的核心在于有效、安全地引导无人机到达目的地,包括在飞行过程中避开障碍物,以及保证路径的可行性与优化。同时,对多个无人机的路径进行规划时还需要关注无人机之间的协同配合。
通常,多无人机路径规划问题可被建模为约束多目标优化问题,在这类问题中,目标可能包括最小化总飞行时间、最大化覆盖范围、避开障碍物等。同时,需要考虑的约束条件包括高度限制、禁飞区、电池寿命等。在解决多无人机路径规划问题时,多无人机的路径会被编码为一个解。
然而,通常情况下,现有方案在求解可行解时只会考虑违反的总约束值,这会导致以下两种情况。在第一种情况中,一个解由三条无人机路径组成时,只有其中一条路径是不可行并且具有较大的总约束值,这个解由于其较大的约束只会被算法抛弃,但是这个不可行路径容易被修复,使得这个解成为可行解;而第二种情况中,两条路径因违反了多个约束是不可行的,尽管违反的总约束值较小,被算法保留下来,但是由于违反了多个约束,难以将这个解修复为可行个体。
因此,若在多无人机路径规划问题中求解可行解时只考虑违反的总约束值,可能会导致求解的过程缓慢,最终获得最优路径难以满足实际飞行要求。
实现思路