【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼无人机能量优化视觉覆盖轨迹规划方法
本专利技术涉及机器人运动规划领域，尤其涉及一种多旋翼无人机能量优化视觉覆盖轨迹规划方法。
技术介绍
覆盖路径规划(CPP)问题，一直是机器人领域的一个热点研究问题。它不同于路径规划(PP)，大多数现有的路径规划策略都是从起点到目标点寻找可行的最优路径。然而，覆盖路径规划(CPP)的任务是确定一条路径，该路径通过感兴趣的区域或体积的所有点，同时避免障碍物。目前的解决方案中，对于空中机器人的覆盖路径规划大多还都停留在二维平面内的规划，即假设无人机携带视觉传感器，飞行在固定高度，按照设定好的飞行模式覆盖兴趣区域。然而，在一些特定的情景中，如复杂的城市环境、地形起伏大的野外环境，简单的二维规划已经不能满足任务要求。因此，三维覆盖路径规划方法越来越被重视，这些方法都有一个共同的特点，那就是考虑被覆盖区域的三维结构或者地形变化给视觉覆盖任务带来的影响，从而采用三维规划方式来降低这些影响。对于空中机器人来说，尤其是旋翼无人机，能量约束成为其工作能力拓展的重要阻碍。因此，与常见的最短时间覆盖路径和最短路径的覆盖路径研究不同，基于能量最...
【技术保护点】
1.一种多旋翼无人机能量优化视觉覆盖轨迹规划方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：对多旋翼无人机能量消耗建立模型，将无人机飞行过程中的能量消耗描述为实时功率对时间的积分，建立起实时功率与无人机运动状态、起飞重量、风阻、空阻之间的对应关系；步骤2：构建以多旋翼无人机最小能量消耗为性能指标的最优控制问题，将旋翼无人机的动力学模型在状态空间中进行表达构成被控系统状态方程，初始状态、终端状态、控制输入约束以及特定任务下的其他要求作为约束，无人机最小化消耗能量作为性能指标；步骤3：对任意两个路径点通过采用最优控制方法进行最优能量轨迹规划，并将规划出的轨迹和对应消耗的能量记入加权...
【技术特征摘要】
1.一种多旋翼无人机能量优化视觉覆盖轨迹规划方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：对多旋翼无人机能量消耗建立模型，将无人机飞行过程中的能量消耗描述为实时功率对时间的积分，建立起实时功率与无人机运动状态、起飞重量、风阻、空阻之间的对应关系；步骤2：构建以多旋翼无人机最小能量消耗为性能指标的最优控制问题，将旋翼无人机的动力...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鸿鹏，张世勇，何树宝，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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