【技术实现步骤摘要】
对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统
[0001]本专利技术属于无人机智能控制
，具体涉及一种对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统。
技术介绍
[0002]现有无人机针对室内空间搜索的主要方法为沿墙导航法，该方法利用距离传感器感知无人机在室内与邻近墙面的距离，维持无人机与墙面之间的固定距离，使无人机能够沿着墙面将室内所有房间进行遍历和搜索。但是这种方法不适合环境复杂的室内空间，因为在这种场景下，距离传感器不仅会感知到与墙面的距离，还会同时感知到其他不属于墙面的障碍物距离，此时会对算法的逻辑带来很大的干扰，从而导致该算法无法运行。除此之外，即使空间环境内只存在墙面，在大规模场景的情况下，受传感器感知范围的限制，沿墙导航可能会导致空间中部缺乏探索，从而导致搜索不完全。并且，沿墙导航法控制无人机运行，主要是参考人工势场法，控制无人机在某一时刻的速度方向和大小，这种方法无法对无人机运行的整体时间和平均速度进行约束，不能保证无人机对空间搜索任务的快速完成。
[0003]同时，现有无人机空间遍历搜索仿真...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统，其特征在于，包括空间搜索模块、轨迹规划模块和仿真无人机；所述空间搜索模块与仿真无人机连接，用于根据接收的仿真无人机在进行仿真飞行时逐帧输出的动态场景深度图进行空间搜索；在空间搜索中，基于动态场景深度图进行概率占据地图的更新，找出用于区分地图未知和已知区域的边界集合以及边界集合中每条边界对应的最佳观测点位置，并从多个最佳观测点位置中选出一个作为仿真无人机的下一个目标点的位置；所述轨迹规划模块与空间搜索模块连接，用于根据搜索的目标点进行轨迹规划生成连续性期望轨迹输出到仿真无人机；所述仿真无人机，用于根据连续性期望轨迹，在虚拟仿真环境中进行仿真飞行，对飞行过程中运行的平稳和安全性进行验证。2.根据权利要求1所述的仿真验证系统，其特征在于，所述空间搜索模块包括坐标转换模块、概率占据地图更新模块、边界生成模块、观测点计算模块和目标点生成模块；所述坐标转换模块，用于将仿真无人机逐帧输出的场景深度图转换为三维障碍空间点云；所述概率占据地图更新模块，用于建立由动态数组构成的概率占据地图，并根据逐帧获取的三维障碍空间点云对概率占据地图中各单位元素的当前状态进行更新，所述当前状态包括未知、未占据和占据三种状态；所述边界生成模块，用于搜索概率占据地图中各元素当前状态找出用于区分地图未知和已知区域的边界集合；所述观测点计算模块，用于确定出对边界集合中每一条边界进行观测时，观测效率最大化的观测点位置；所述目标点生成模块，用于对各条边界的观测点位置进行全局代价排序，选出一个观测点位置作为路径规划的下一个目标点。3.根据权利要求2所述的仿真验证系统，其特征在于，所述概率占据地图更新模块包括地图初始化模块、更新模块和状态确定模块；所述地图初始化模块，用于对概率占据地图进行初始化，将用于存储三维空间各单元的被观测状态数值的地图数组中每个元素赋予初始值；所述初始值为未知状态的概率值；所述更新模块，用于根据逐帧获取的三维障碍物点云对概率占据地图的被观测状态数值进行动态更新；根据当前帧三维障碍物点云，如果判断某个单位元素为被占据状态，则按照被占据状态的概率对该单位元素的被观测状态数值进行更新；如果判断某个单位元素为未占据状态，则按照未占据状态的概率对该单位元素的被观测状态数值进行更新；所述状态确定模块，用于根据当前的被观测状态数值确定出概率占据地图中各单位元素的当前状态。4.根据权利要求3所述的仿真验证系统，其特征在于，所述更新模块中，地图元素的被观测状态数值的更新为：map[x
i
][y
i
][z
i
]＝S
old
+l
occ
；map[x
k
][y
k
][z
k
]＝S
old
+l
free
；
其中，map[x
i
][y
i
][z
i
]为当前次观测为被占据状态的地图元素的更新值；map[x
k
][y
k
][z
k
]为当前次观测为未占据状态的地图元素的更新值；S
old
表示地图元素前一次观测的被观测状态数值；l
occ
当前次观测为被占据的状态数值增量，l
free
当前次观测为未占据的状态数值增量；p
hit
为预先设定的观测到一次被占据状态的概率，p
miss
为预先设定的观测到一次未占据状态的概率，并且p
hit
+p
miss
＝1，p
hit
＞p
【专利技术属性】
技术研发人员：赵小川，董忆雪，冯运铎，燕琦，李陈，史津竹，王子彻，樊迪，彭阳，董仕鹏，邵佳星，
申请(专利权)人：中国兵器工业计算机应用技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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