一种路径规划的方法技术

一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，激光扫描仪实时扫描行驶路线，与GPS定位装置结合形成无人机5Km内的三维信息发送至无人机控制终端，当有移动障碍物或固定障碍物时，无人机控制终端运用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测，从而实时控制规避障碍物系统工作规避障碍物，不改变整体的行驶路线，同时无人机控制终端内增加了利用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测的程序，实现了在保留原方法对固定障碍物的避障，也能对一定范围内移动的障碍物避障的效果，具有很大的实用价值和开发价值。

A path planning method

A path planning method includes GPS positioning device, laser scanner and UAV control terminal. Laser scanner scans the driving route in real time and combines with GPS positioning device to form three-dimensional information within 5km of UAV control terminal. When there are moving or fixed obstacles, UAV control terminal. The Kalman theory is used to predict the dynamic trajectory of obstacles, so that the obstacle avoidance system can work in real time without changing the overall trajectory. At the same time, the program of predicting the dynamic trajectory of obstacles using Kalman theory is added to the UAV control terminal, which realizes the fixed obstacles by retaining the original method. The obstacle avoidance method can also avoid obstacles moving within a certain range, which has great practical value and development value.

【技术实现步骤摘要】
一种路径规划的方法
本专利技术涉及路径规划
，特别是涉及一种路径规划的方法。
技术介绍
无人机是目前航空
正在开发的一个重要领域，也是未来的航空发展的重要趋势，参考申请号为2016800045565的专利技术专利，里面涉及到的路径规划的方法是对固定障碍物的避障，而在现实生活中，一定范围内移动的障碍物较多，且移动的速度也不一样，所以本专利技术在申请号为2016800045565的专利技术专利的基础上，提供一种新的方案来解决此问题。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的在于提供一种路径规划的方法，具有构思巧妙、结构简单的特性，不但能对固定障碍物的避障，也能对一定范围内移动的障碍物避障。其解决的技术方案是，一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，a，行程开始，输入终点位置，无人机控制终端结合GPS定位装置规划最优路线行驶；b，激光扫描仪360度实时扫描无人机周围5Km内的环境信息，发送至无人机控制终端内；c，当激光扫描仪扫描行驶路线有障碍物时，无人机控制终端内的规避障碍物系统启动，5Km内从新规划行驶路线行驶，返回b步骤；d，当激光扫描仪扫描行驶路线没有障碍物时，无人机控制终端按照行驶路线继续行驶，返回b步骤；e，重复b、c和d步骤，直至行驶结束。优选地，所述规避障碍物系统与GPS定位装置结合，设此时无人机的坐标为A，障碍物为B，行驶路线中离无人机的坐标5公里处为C，规避障碍物系统在坐标A到坐标C重新规划行驶路线，避开障碍物后，继续按照原来的行驶路线行驶。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点；1，在申请号为2016800045565的专利技术专利的基础上增加了激光扫描仪，同时无人机控制终端内增加了利用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测的程序，实现了在保留原方法对固定障碍物的避障，也能对一定范围内移动的障碍物避障的效果，具有很大的实用价值和开发价值。2，激光扫描仪实时扫描行驶路线，与GPS定位装置结合形成无人机5Km内的三维信息发送至无人机控制终端，当有移动障碍物或固定障碍物时，无人机控制终端运用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测，从而实时控制规避障碍物系统工作规避障碍物，不改变整体的行驶路线。附图说明图1为本专利技术一种路径规划的方法的模块图。图2为本专利技术一种路径规划的方法的流程图。图3为本专利技术一种路径规划的方法的规避障碍物示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。下面将参照附图描述本专利技术的各示例性的实施例。实施例一，一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，a，行程开始，输入终点位置，无人机控制终端结合GPS定位装置规划最优路线行驶；b，激光扫描仪360度实时扫描无人机周围5Km内的环境信息，发送至无人机控制终端内；c，当激光扫描仪扫描行驶路线有障碍物时，无人机控制终端内的规避障碍物系统启动，5Km内从新规划行驶路线行驶，返回b步骤；d，当激光扫描仪扫描行驶路线没有障碍物时，无人机控制终端按照行驶路线继续行驶，返回b步骤；e，重复b、c和d步骤，直至行驶结束。实施例二，在实施例一的基础上，所述规避障碍物系统与GPS定位装置结合，设此时无人机的坐标为A，障碍物为B，行驶路线中离无人机的坐标5公里处为C，规避障碍物系统在坐标A到坐标C重新规划行驶路线，避开障碍物后，继续按照原来的行驶路线行驶，其中激光扫描仪实时扫描行驶路线，与GPS定位装置结合形成无人机5Km内的三维信息发送至无人机控制终端，当有移动障碍物或固定障碍物时，无人机控制终端运用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测，从而实时控制规避障碍物系统工作规避障碍物，不改变整体的行驶路线。实施例二，在实施例一的基础上，所述无人机控制终端运用Kalman理论对障碍物的运动轨迹进行预测，从而对无人机运动路线进行修正，规避障碍物，所述方法包括如下步骤：a、利用所述激光扫描仪扫描得到的无人机周边的三维扫描信息为无人机周边的飞行环境，记录为观测矩阵Z(k)，其中k为第k次扫描采样的索引。所述观测矩阵Z(k)包含了无人机周围环境中静态障碍物和动态障碍物的数据化信息。b、将所述观测矩阵Z(k)可以分解为若干个分辨单元zm,n,p(k)，则观测矩阵可以表示为若干分辨单元的集合Z(k)＝{zm,n,p(k)}。其中所述的分辨单元zm,n,p存在两种情况，即存在障碍物时zm,n,p(k)＝A(k)+v(k),无障碍物时zm,n,p(k)＝v(k),其中A(k)为障碍物的幅值，v(k)为环境噪声；则使所述分辨单元zm,n,p(k)与预设单元门限T比较，对分辨单元进行修正从而得到修正后的观测矩阵c、构建Kalman初始预测方程，所述观测矩阵作为Kalman估计器的观测变量；设定障碍物坐标和运动状态变量为x(k),则根据Kalman方程其中为估计值，为先验估计值,G为Kalman增益，H为观测矩阵；从而预测障碍物的状态变量集d、根据所述预测得到的障碍物状态集剔除障碍物状态集中障碍物的运动伪迹；在所述障碍物状态集和无人机初始全局最优路径的约束下，求取无人机轨迹的局部最优对无人机的运动路径进行修正。本专利技术具体使用时，一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，行程开始，输入终点位置，无人机控制终端结合GPS定位装置规划最优路线行驶；激光扫描仪360度实时扫描无人机周围5Km内的环境信息，发送至无人机控制终端内；当激光扫描仪扫描行驶路线有障碍物时，无人机控制终端内的规避障碍物系统启动，5Km内从新规划行驶路线行驶；当激光扫描仪扫描行驶路线没有障碍物时，无人机控制终端按照行驶路线继续行驶；规避障碍物系统与GPS定位装置结合，设此时无人机的坐标为A，障碍物为B，行驶路线中离无人机的坐标5公里处为C，规避障碍物系统在坐标A到坐标C重新规划行驶路线，避开障碍物后，继续按照原来的行驶路线行驶，其中激光扫描仪实时扫描行驶路线，与GPS定位装置结合形成无人机5Km内的三维信息发送至无人机控制终端，当有移动障碍物或固定障碍物时，无人机控制终端运用Kalman理论障碍物动态轨迹进行预测，从而实时控制规避障碍物系统工作规避障碍物，不改变整体的行驶路线，不但能对固定障碍物的避障，也能对一定范围内移动的障碍物避障。以上所述是结合具体实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术具体实施仅局限于此；对于本专利技术所属及相关
的技术人员来说，在基于本专利技术技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，其特征在于,a，行程开始，输入终点位置，无人机控制终端结合GPS定位装置规划最优路线行驶；b，激光扫描仪360度实时扫描无人机周围5Km内的环境信息，发送至无人机控制终端内；c，当激光扫描仪扫描行驶路线有障碍物时，无人机控制终端内的规避障碍物系统启动，5Km内从新规划行驶路线行驶，返回b步骤；d，当激光扫描仪扫描行驶路线没有障碍物时，无人机控制终端按照行驶路线继续行驶，返回b步骤；e，重复b、c和d步骤，直至行驶结束。

【技术特征摘要】
1.一种路径规划的方法，包括GPS定位装置、激光扫描仪和无人机控制终端，其特征在于,a，行程开始，输入终点位置，无人机控制终端结合GPS定位装置规划最优路线行驶；b，激光扫描仪360度实时扫描无人机周围5Km内的环境信息，发送至无人机控制终端内；c，当激光扫描仪扫描行驶路线有障碍物时，无人机控制终端内的规避障碍物系统启动，5Km内从新规划行驶路线行驶，返回b步骤；d，当激光扫描仪扫描行驶路线没有障碍物时，无人机控制终端按照行驶路线继续行驶，返回b步骤；e，重复b、c和d步骤，直至行驶结束。2.如权利要求1所述一种路径规划的方法，其特征在于，所述规避障碍物系统与GPS定位装置结合，设此时无人机的坐标为A，障碍物为B，行驶路线中离无人机的坐标5公里处为C，规避障碍物系统重新规划坐标A到坐标C的行驶路线，避开障碍物后，继续按照修正后的行驶路线行驶。3.如权利要求1所述一种路径规划的方法，其特征在于，所述激光扫描仪实时扫描行驶路线，与GPS定位装置结合...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨旭，
申请(专利权)人：徐晨旭，
类型：发明
国别省市：河南,41