一种无人机路径规划方法技术

本发明专利技术提供一种无人机路径规划方法

【技术实现步骤摘要】
一种无人机路径规划方法、系统


[0001]本专利技术涉及无人机导航
，具体为一种无人机路径规划方法
、
系统
。

技术介绍

[0002]无人机的路径规划即在一定区域范围内
、
一定的约束条件下根据先验数据和实时传感信息，给定无人机的初始点和目标点，让其自动搜索出一条安全可靠的飞行路线，其中要考虑避障和最短路线问题
。
快速扩展随机树
(RRT,rapidly
‑
exploring random tree)
算法通过对状态空间中的采样点进行碰撞检测，避免了对空间的建模，能够有效地解决高位空间和复杂约束下的路径规划问题，在无人机路径规划问题里面有着良好的应用前景
。
但基本
RRT
算法的节点随机性较强，所有的节点需要遍历，导致路径搜索效率低，且路径通常不是很平滑，整体性较差
。
[0003]由于
RRT
算法存在着遍历时间长
、
冗余节点多
、<br/>路径不平滑等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无人机路径规划方法，其基于三步平滑和
RRT
‑
Dijkstra
算法获取无人机所需平滑路径，其特征在于，所述无人机路径规划方法包括以下步骤：
S1.
加载初始化地图，确定在所述初始化地图中的初始点和目标点，以所述初始点构建一棵随机树；
S2.
对所述随机树进行路径扩展，得到从所述初始点到所述目标点且越过障碍物的完整路径；
S3.
通过
Dijkstra
算法对所述完整路径进行最短路径搜索，并对搜索到的最短路径进行三步平滑，得到平滑路径；其中，三步平滑的具体步骤如下：
S31.
搜索所述最短路径上的节点，以所述初始点开始作为搜索的起始点，依次判断将当前搜索的起始点依次与后续的节点连线并判断连线是否与障碍物碰撞，否则继续检测下一个节点；
S32.
是则将当前连线的节点的上一个节点标记为断点，将搜索的起始点与当前断点连线并将当前断点作为搜索的起始点，继续与后续节点连线进行障碍物判断，直至连线所述目标点，得到下样本平滑路径；
S33.
在下样本平滑路径节点的基础上随机插入两个节点且满足连线后的路径不与障碍物碰撞，采样迭代后得到上样本平滑路径；
S34.
对所述上样本平滑路径进行关键点平滑，得到无人机所需的平滑路径
。2.
根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，步骤
S33
中随机插入两个节点的具体步骤如下：获取下样本平滑路径节点集合计算从初始点开始到
i
节点的累计距离之和其中，表示下样本平滑路径的第
i
个节点，
i
表示随机数，
n
表示下样本节点数量；定义上样本平滑路径节点集合令
DST
n
＝
UST
m
，根据所述初始点和所述目标点之间的距离对随机两个距离进行采样，得到采样距离
ranD
1,2
：
ranD
1,2
＝
x*Cs
i
＝
n
，
x
～
U(0,1)
；其中，
ranD
1,2
满足
ranD1≤ranD2，
x
表示权值，
Cs
i
＝
n
表示从初始点开始到
n
节点的累计距离之和；计算中间变量
a1：其中，
ranD1满足表示从初始点到
i+1
节点的累计距离之和；计算中间变量
a2：其中，
ranD2满足
C
sj
表示从初始点到
j
节点的累计距离之和，表示从初始点到
j+1
节点的累计距离之和；计算两个插入的节点
γ1和
γ2：：其中，表示上样本平滑路径的第
i
个节点
。3.
根据权利要求2所述的无人机路径规...

【专利技术属性】
技术研发人员：行鸿彦，施成龙，王水璋，娄华生，李浩琪，
申请(专利权)人：南京多基观测技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：