一种基于四旋翼无人机的高效自主探索方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术属于无人机探索技术领域，公开了一种基于四旋翼无人机的高效自主探索方法、系统及设备，包括：S1，启发式航点生成：设置探索范围和航点间距，并通过航点生成算法对航点进行生成；S2，全局路径规划：启发式航路点生成后，采用A*算法生成全局规划路径；S3，实时定位与建图：采用点云进行实时定位与建图；S4，局部B样条轨迹生成：使用B样条参数化方法来生成局部轨迹；S5，实时避障和动态可行性约束：优化轨迹以实现快速收敛，生成平滑、无碰撞和动态可行的轨迹；S6，局部实时重规划：使用时间滑动窗口进行局部重新规划；S7，飞行控制：使用无人机控制算法对无人机进行稳健控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机探索，尤其涉及一种基于四旋翼无人机的高效自主探索方法、系统及设备。

技术介绍

1、传统获取森林三维信息的方法主要包括通过地基激光扫描系统(tls)、地面移动激光扫描系统(mls)和个人激光扫描系统(pls)来实现。尽管tls在数据收集方面达到了毫米级的精度，但其数据采集方式以静态模式为主，导致效率相对较低。相对而言，地面移动激光扫描技术由于其可移动性在一定程度上提高了数据采集效率。尽管tls和地面mls、pls等平台为获取林冠下森林数据提供了便利，但在测量人员难以到达或存在潜在危险的区域，具备高度自主飞行探索能力的轻型小型无人机在这方面发挥着关键作用。这些无人机是有效收集树冠下森林数据的重要工具。然而，目前的林冠下无人机测量系统仍然严重依赖于操作员的飞行控制，缺乏自主飞行探索能力，这极大地降低了数据采集的效率。

2、现有的无人机自主探索方法主要针对小范围的室内和地下等场景开发，主要是基于边界区域和采样最佳视角的探索方法。其中，基于边界的方法通过寻找和访问已探索和未探索区域之间的边界来有效地探索整个感兴趣区域，直到整个边界被探本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，利用启发式航点生成方法，基于该航点，创建一条完整的全局路径，包括水平和垂直方向上的航点；随后，采用非线性优化，使用B样条曲线生成平滑、无碰撞且动态可行的局部规划轨迹；最后，当检测到树干，树枝等障碍物时，利用滑动窗口策略快速调整轨迹。

2.如权利要求1所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，具体包括：

3.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，S1具体包括：

4.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，S2具体包括：

5...

【技术特征摘要】

1.一种基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，利用启发式航点生成方法，基于该航点，创建一条完整的全局路径，包括水平和垂直方向上的航点；随后，采用非线性优化，使用b样条曲线生成平滑、无碰撞且动态可行的局部规划轨迹；最后，当检测到树干，树枝等障碍物时，利用滑动窗口策略快速调整轨迹。

2.如权利要求1所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，具体包括：

3.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，s1具体包括：

4.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的高效自主探索方法，其特征在于，s2具体包括：

5.如权利要求2所述的基于四旋翼无人机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁欣廉，姚海云，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：