本技术公开了一种基于哈希表近似计算的多目标约束进化无人机路径规划方法,包括获取飞行区域的三维环境地形;将三维环境地形划分为n个哈希单元,计算各哈希单元的目标值和约束值并存储于哈希表中;基于三维环境地形利用B样条采样确定路径点;以及查询哈希表确定各路径点的目标值和约束值,同时考虑路径目标函数和约束函数对无人机路径进行规划。本发明可在保证无人机路径最优性的同时,显著降低计算资源的消耗并提高路径规划的响应速度,以满足实时性和实用性的需求。
背景技术
随着无人机技术的飞速发展,无人机已被广泛应用于智慧农业、资源勘探、灾难救助及军事活动等多个领域。无人机的机动性和稳定性使其能够在各种复杂环境中执行任务。然而,如何在这些环境中高效且安全地规划飞行路径,成为当前无人机技术研究的焦点之一。
尽管无人机路径规划问题已得到广泛研究,并取得了一定的进展,但现有方法在处理复杂环境下的路径规划时仍存在诸多挑战。传统的路径规划方法主要分为三类:基于节点优化的路径规划算法、基于采样的路径规划算法和基于人工智能的路径规划算法。
基于节点优化的路径规划算法,如Dijkstra算法和A*算法,通过构建损失函数并利用启发式信息来寻找最优路径。然而,这些算法在处理大规模节点搜索时计算复杂度较高,且容易陷入局部最优,导致在复杂环境下难以找到理想的路径。
基于采样的路径规划算法,如RRT(快速随机树)算法,通过对环境进行随机采样来构建路线图,并搜索从起点到终点的可行路径。但在复杂环境中,这类算法难以生成有效的路线图,同样面临着计算效率低下和局部最优的问题。
基于人工智能的路径规划算法,如群体智能算法和强化学习,因其操作简便且能够有效避免局部最优解,逐渐成为无人机路径规划领域的研究热点。然而,现有的解决方案在处理路径规划问题时往往需要较长的计算时间,这限制了路径规划的实时性。
因此,目前亟需开发一种新型高效路径规划算法,以克服上述技术问题。
实现思路