【技术实现步骤摘要】
一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法
[0001]本专利技术属于多智能体协同路径规划
,尤其涉及一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法
。
技术介绍
[0002]面向灾害救援
、
战场支援
、
物资运输等应用需求,未知越野场景下的无人车自主智能导航技术一直是国内外关注的热点问题
。
然而,相比具备高精度全局地图或先验数据规则的城市交通
、
工厂物流等结构化场景,在未知越野环境中,无人车自主导航面临着缺乏先验信息
、
感知视野受限等难题,仅依靠单一无人车平台难以生成安全
、
高效
、
可靠的导航路径
。
[0003]目前,随着无人机技术与多智能体协同技术的发展,无人机与无人车组合的多智能体协同系统已得到了广泛应用
。
相比于无人车,无人机具备更强的可通行性和灵活性,能够飞越陡坡
、
巨石等多种越野场景中存在的特殊障碍物,且能携带如激光雷达
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:无人机根据当前时刻俯视激光雷达传感器测量信息,建立无人机局部风险地图步骤2:根据无人机当前时刻局部风险地图提取下一时刻前瞻导航点
G
cur
,计算无人车到达前瞻导航点的参考路径步骤3:无人车根据当前时刻环视激光雷达传感器测量信息,建立无人车局部风险地图根据无人车局部风险地图与所述参考路径实时优化运动轨迹并进行控制跟踪得到当前时刻最终行驶路径步骤4:重复执行上述步骤直至无人机与无人车抵达协同导航任务目标终点
。2.
如权利要求1所述的一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:无人机以前视视觉惯性传感器输出的定位信息和俯视激光雷达输出的点云测量信息建立
t
时刻无人机局部点云地图根据设定的分辨率对无人机
t
时刻局部点云地图进行栅格化,其中每个栅格
c
i
的高度值
z
i
将被设置为该栅格内点云的最大高度;对于无人机的局部栅格地图中的栅格
c
i
,计算栅格的两个地形特征参数:高度跳变值
h
i
和坡度值
s
i
;根据完成地形特征参数计算后的无人机的局部栅格地图,计算每个栅格
c
i
的风险值
r
i
,公式如下:其中,
ω1、
ω2是加起来和为1的权值,
h
crit
、s
crit
为各地形参数的门限值;根据计算公式计算各栅格风险值,获得无人机
t
时刻的局部风险地图
3.
如权利要求2所述的一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法,其特征在于,所述步骤1中,高度跳变值
h
i
计算方法包括:计算当前栅格与其周围设定距离范围
d
以内的相邻栅格的高度差值
Δ
h
i
,对所有的高度差值
Δ
h
i
按照从大到小进行排序,取其中的最大值作为当前栅格的高度跳变值
。4.
如权利要求2所述的一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法,其特征在于,所述步骤1中,坡度值
s
i
的计算方法包括:通过主成分分析方法在栅格
c
i
周围拟合局部平面
π
i
,获得平面的法向量
n
i
,计算法向量
n
i
与全局坐标系的
Z
轴的夹角作为栅格的坡度值
s
i
。5.
如权利要求1所述的一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:将无人机
t
时刻的局部风险地图与
t
‑1时刻的局部风险地图进行比较,得到由无人机在
t
时刻新获取的激光雷达测量数据生成的栅格由此得到
t
时刻无人机新增风险子地图并将中的每个栅格存入待检测队列
Q
t
;
针对队列
Q
t
中每一个栅格依据以下判定条件判断是否为有效边缘栅格:若栅格风险值满足
r
safe
为设定阈值,且其上下左右相邻的四个栅格中任意一个栅格不存在于局部风险地图中,则认为栅格是一个有效的边缘栅格并记为遍历队列
Q
t
中所有栅格,得到有效边缘栅格集合随后对于集合使用欧式距离聚类方法得到对应的有效边缘点从而获得全部有效边缘点集合对于有效边缘点集合中的每个边...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋文杰,王容川,付梦印,毛梓豪,侯胜宇,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。