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龙图腾网恭喜北京工业大学申请的专利一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN113625733B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2024-09-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202110889793.7，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法是由司鹏搏;吴兵;杨睿哲;李萌;孙艳华设计研发完成，并于2021-08-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法，建立无人机路径规划系统模型；无人机任务建模与分析；基于DDPG的无人机路径规划设计结合成本函数，设计状态空间、动作空间以及奖赏值。本发明通过对无人机任务建模及明确无人机飞行成本函数，运用DDPG算法规划无人机飞行路径。通过分析无人机飞行过程的时间、能耗及障碍规避情况，给出无人机路径规划的成本函数，并使用DDPG算法指导无人机寻找满足成本函数的路径。在无人机路径规划成本函数的设计中，通过使用与障碍物及与目标位置的偏离度反应无人机是否避开障碍及是否到达目标。

本发明授权一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于DDPG多目标三维无人机路径规划方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1、建立无人机路径规划系统模型在三维坐标系中对环境建模，将UAV及用户UE等效为粒子，地面建模为OXY平面，Z轴满足右手法则，则UAV飞行的动力学模型建模为： 其中，xU,yU,zU为无人机的三维位置坐标，v为UAV的速度，b为UAV的加速度，a为UAV的俯仰角，β为UAV的偏航角，ρα、ρβ为相应的UAV的角速度，表示对X求导；步骤2、无人机任务建模与分析，包括以下步骤：步骤2.1、任务建模对UAV飞行距离及飞行的俯仰角α与偏航角β建模，则UAV在t时刻还需飞行的距离及相对于目标点的俯仰角αt与偏航角βt为： 其中，为t时刻UAV的三维位置坐标，为UEPn的位置坐标；步骤2.2、成本函数基于优化目标，则成本函数F为： 其中，Ttotal为UAV从起始位置到目标位置的飞行总时间，Etotal为UAV从起始位置到目标位置的飞行总能耗，σP、σO分别为UAV与目标位置及障碍物的偏离度；步骤3、基于DDPG的无人机路径规划设计结合成本函数，设计状态空间、动作空间以及奖赏值；所述UAV三维路径规划系统具有1个UAV以及随机分布的N个用户UEs和M个障碍物OBs，当UE有数据传输请求时，会向全网广播其位置信息，而位于UAV通信范围内的UE则会将其获得的具有数据传输请求的UE位置信息传递给UAV，UAV获得数据请求信息后，利用深度确定性算法规划路径、规避障碍，向目标UE移动并为其提供服务，UAV服务完毕后，若无新的UE数据上传请求，UAV将悬停在此处，等待新的目标UE；提出三维偏离度来表示无人机与障碍物及目标用户的相对位置，UAV在接收到Pn的位置信息后，在向Pn飞行的过程中，需要避开障碍，尽可能到达Pn上方接收数据，因此，引入偏离向量σO＝σox,σoy辅助判断UAV与障碍物是否碰撞： 其中，为障碍物Om的中心坐标，为UAV在t时刻的位置坐标，σox、σoy分别为x方向和y方向的偏离度；为避免UAV与障碍物的碰撞，偏离向量σO＝σox,σoy需满足以下约束条件：如果则： 如果则： 如果则：无约束3以上0ε1，为障碍物Om的高度，hmin、hmax为UAV飞行的最小及最大高度，rU为UAV半径，为障碍物Om的半径；对于UAV悬停位置的判断，引入目标偏离向量σP＝σPx,σPy，则： 其中，为UEPn的位置坐标，σPx、σPy分别为无人机相对于目标位置在x方向和y方向的偏离；当UAV到达目标UE附近，为提高数据传输效率，则存在极小值∈，0∈1，使得UAV悬停位置满足以下约束条件：σPx∈σPy∈步骤3中在连续空间内进行无人机路径规划，将适用于连续空间问题的DDPG算法引入，以寻求满足优化目标的最优路径：状态空间：包括无人机坐标无人机速度：x轴方向速度y轴方向速度以及z轴方向速度UAVt时刻的耗能et以及耗时Tt，则t时刻的状态空间为： 动作空间:t时刻分别在x轴、y轴、z轴方向的加速度，则t时刻的动作值为： 奖赏：合理的奖赏设置能够更加快速地训练出最优的策略，为使UAV用最短时间、最小能量消耗到达目的点，同时避开障碍，以及更加接近目的点，则将奖赏划分以下几个部分：障碍物奖赏robs：如果UAV与障碍物的位置关系满足约束条件1、2、3，则robs＝0，否则并且结束路径规划；路径奖赏rTE：包括对路径中的时间及能耗的衡量：rTE＝-Ttotal+Etotal*μ，0μ1目的点奖赏rdes：衡量UAV是否到达目的点完成任务，区域奖赏rb：将UAV限定在实验区域内，当UAV飞出研究区域，综上，则t时刻总奖赏为：

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