一种无人机编队与避障方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机编队与避障方法，涉及无人机集群控制策略领域，所述方法包括步骤：接收编队飞行的期望指令，所述期望指令包括头机与各个僚机的期望飞行轨迹；根据头机与各个僚机的期望飞行轨迹，生成编队运动分量、障碍物对比分量和避碰运动分量；根据所述编队运动分量、所述障碍物对比分量和所述避碰运动分量进行飞行能力限幅计算；根据限幅计算的计算结果生成无人机的动力学控制量；根据所述动力学控制量进行无人家集群的无碰撞编队飞行。本发明专利技术所提无人机智能编队算法保证无人机无障碍物、以及无人机之间的最小安全距离，同时无需在避障飞行与编队飞行之间实时切换。无需在避障飞行与编队飞行之间实时切换。无需在避障飞行与编队飞行之间实时切换。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机编队与避障方法


[0001]本专利技术涉及无人机集群控制策略领域，具体涉及一种无人机编队与避障方法。

技术介绍

[0002]近年来，利用多个无人机协同效率高、容错性好、可扩展性强等有点，无人机编队控制在灾后救援、野外侦查、战场打击目标等领域有广泛应用前景。在无人机的编队控制中，多机的避碰问题是其中的一个核心问题。各个无人机需要实现对外界障碍物的实时躲避；由于无人机之间的相互影响，某个无人机对障碍物的躲避亦有可能引起无人机之间的碰撞风险；此外，无人机集群需要尽可能保证期望的编队队形。
[0003]由于障碍物以及无人机避障策略的不确定性，无人机编队方法必须具备快速响应的能力，即根据当前自身位置、障碍物位置等实时调整控制策略。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种无人机编队与避障方法，该方法同时考虑了编队控制与避障策略，其中，所述方法由飞行轨迹规划器与动力学控制组成，飞行轨迹规划器用于实现无人机群的编队、对障碍物的避碰与无人机之间的避碰规划，动力学控制器用于控制无人机根据规划好的飞行轨迹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机编队与避障方法，其特征在于，所述方法包括步骤：接收编队飞行的期望指令，所述期望指令包括头机与各个僚机的期望飞行轨迹；根据头机与各个僚机的期望飞行轨迹，生成编队运动分量、障碍物对比分量和避碰运动分量；根据所述编队运动分量、所述障碍物对比分量和所述避碰运动分量进行飞行能力限幅计算；根据限幅计算的计算结果生成无人机的动力学控制量；根据所述动力学控制量进行无人家集群的无碰撞编队飞行。2.根据权利要求1所述的无人机编队与避障方法，其特征在于，所述接收编队飞行的期望指令，所述期望指令包括头机与各个僚机的期望飞行轨迹，具体包括：根据虚拟期望飞行轨迹x
d0
(t)，y
d0
(t)，z
d0
(t)以及编队信息Δx
i
(t)，Δy
i
(t)，Δz
i
(t)确定各个无人机的期望飞行轨迹确定各个无人机的期望飞行轨迹其中i＝1,...n为各个无人机对应的编号，x
di
(t)，y
di
(t)，z
di
(t)分别为第i个无人机在惯性坐标系中对应的期望飞行轨迹。为期望飞行速度。3.根据权利要求1所述的无人机编队与避障方法，其特征在于，所述编队运动分量，具体包括：设计无人机保持期望编队的运动规划分量；为方便书写，定义X
i
＝[x
i
；y
i
；z
i
]，X
di
＝[x
di
；y
di
；z
di
]，e
i
＝X
di
‑
X
i
，其中下标i代表无人机i，设计编队规划的分量为：其中和分别为X和X
di
的导数，k＞0,a＞0为正控制常数。4.根据权利要求1所述的无人机编队与避障方法，其特征在于，所述障碍物对比分量，具体包括：定义障碍物在惯性坐标系中的位置描述为o
b
，无人机与障碍物之间的最小安全距离为d，设计不发生碰撞的不等式条件：(X
i
‑
o
b
)
T
(X
i
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐恩华，吕晓静，徐燕，
申请(专利权)人：广州民航职业技术学院，
类型：发明
国别省市：