The invention is a kind of passive avoidance based on dove flight UAV obstacle avoidance guidance method, the method comprises the following steps: step one: initialization; step two: perception and obstacle detection; step three: develop the obstacle avoidance strategy; step four: step five: guidance course; course control; step six: update flight step seven: determine whether the end; simulation. This method aims to provide an online UAV obstacle avoidance guidance method, in improving the environmental adaptability of the UAV at the same time, reduce the computational load of UAV stand-alone, so as to improve the ability of UAV in complex and dynamic task environments.
【技术实现步骤摘要】
一种基于鸽子被动式避障飞行的无人机避障导引方法
本专利技术涉及一种基于鸽子被动式避障飞行的无人机避障导引方法,属于无人机控制领域。
技术介绍
无人机(UnmannedAerialVehicle,UAV)是一种由自身程序控制或者由无线电遥控的,用来执行特定任务的无人驾驶飞行器,具备机动性强、风险性低、成本较低、可靠性高、适应性强、应用领域广等特质。由于无人机任务环境往往动态复杂,包含大量不确定、不完全的信息,为提高无人机飞行安全,避障系统开始被广泛运用在无人机上。机上避障系统除依赖传感器技术、图像处理技术获得任务区域内最新的环境信息外,还需要无人机避障导引方法帮助机组人员或作战任务规划人员为执行任务的无人机选择具有最低损耗危险通过任务区域的航路,因此设计合理高效的无人机避障导引方法至关重要。本专利技术旨在通过设计一种无人机避障导引方法,提高无人机环境适应性等自主能力,使其可以较低的载荷配置高效完成相对复杂的任务。目前,常见的无人机避障导引方法主要包括基于采样法、基于节点法、基于数学模型法以及进化算法等。其中,基于采样法包括Voronoi图法、概率路标图法、快速扩展随机树法、人工势场法等,均需要预先获知任务区域内的完整障碍信息,无法适应复杂动态的任务环境。基于节点法包括Dijsktra算法、A*算法等,均是基于栅格地图进行启发式搜索,而为生成精确的可行导引航迹,栅格划分应尽可能小,且考虑的邻域应尽可能大,但单机计算负载也随之增大,算法收敛时间也随之变长。基于数学模型法是通过分段线性化和整数规划方法将无人机避障导引问题转化成一个规范的数学问题,进化算法是将无人机 ...
【技术保护点】
一种基于鸽子被动式避障飞行的无人机避障导引方法,其特征在于:该方法的实现步骤如下:步骤一:初始化随机生成无人机在初始时刻的二维空间位置(X,Y)、飞行速度V、航向角ψ;随机生成二维空间内的n个圆形障碍,每个障碍的圆心坐标为(xi,yi),半径均为r,其中i=1,2,...,n为障碍的编号;设定仿真时间t=1;步骤二:感知并检测障碍将无人机视为具有视场角限制θlim和感知距离限制Rlim的鸽子,其中0°<θlim≤180°,Rlim>0;鸽子可检测到位于有效感知区域内的障碍,鸽子的有效感知区域为一个扇形,该扇形的顶点为(X,Y),半径为Rlim,圆心角为2θlim,顶点到弧线中点的方向与ψ一致;即当无人机与障碍i的距离Ri小于等于Rlim,且障碍i到无人机的连线与无人机航向间的夹角小于θlim时,无人机可检测到障碍i,其中
【技术特征摘要】
1.一种基于鸽子被动式避障飞行的无人机避障导引方法,其特征在于:该方法的实现步骤如下:步骤一:初始化随机生成无人机在初始时刻的二维空间位置(X,Y)、飞行速度V、航向角ψ;随机生成二维空间内的n个圆形障碍,每个障碍的圆心坐标为(xi,yi),半径均为r,其中i=1,2,...,n为障碍的编号;设定仿真时间t=1;步骤二:感知并检测障碍将无人机视为具有视场角限制θlim和感知距离限制Rlim的鸽子,其中0°<θlim≤180°,Rlim>0;鸽子可检测到位于有效感知区域内的障碍,鸽子的有效感知区域为一个扇形,该扇形的顶点为(X,Y),半径为Rlim,圆心角为2θlim,顶点到弧线中点的方向与ψ一致;即当无人机与障碍i的距离Ri小于等于Rlim,且障碍i到无人机的连线与无人机航向间的夹角小于θlim时,无人机可检测到障碍i,其中步骤三:制定避障策略鸽子主要根据检测到的障碍间的缝隙制定避障策略;鸽子检测到的障碍间的缝隙可视为由无人机与障碍i间的距离Ri以及无人机航向角ψ与障碍角坐标θi间的差异来描述的量,鸽子的避障策略可视为下式所描述的无人机针对障碍i的避障角αi:
【专利技术属性】
技术研发人员:段海滨,邱华鑫,罗琪楠,吴江,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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