一种异构无人集群协同路径规划与避障方法技术

技术编号:40594028 阅读:21 留言:0更新日期:2024-03-12 21:56
本发明专利技术涉及一种异构无人集群协同路径规划与避障方法,属于无人集群智能协同技术领域,解决了现有技术中集群规模较大时适用性较差、集群规划路径的计算效率低、集群协同避障的效果差以及给无人集群和环境造成安全隐患的问题。本发明专利技术通过无人机规划动态虚拟区域的形状和路径对异构无人集群的运动进行协调,发挥无人机在探测能力方面的优势,通过提前规划调整,提升整个异构无人集群在复杂障碍物环境下协同导航避障的效率,集群规划路径的计算效率高,避障效果好;能够应用于大规模集群,适用性较强;本发明专利技术方法具备良好的集群规划路径的计算效率和避障效果,可靠性强,提升无人集群和环境的安全水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人集群智能协同,具体涉及一种异构无人集群协同路径规划与避障方法


技术介绍

1、无人集群关键技术包括通信组网技术、智能协同技术、效能评估技术、能源动力技术等,其中路径规划是无人集群智能协同技术的重要组成部分,是无人集群安全、高效执行任务的前提,奠定了无人集群执行任务的能力基础。路径规划根据无人集群系统的地理位置、威胁障碍、能源消耗等因素,为集群中每个个体计算一条可执行路径,并保证多条路径之间的协同性、安全性等指标。

2、无人集群路径规划方法主要包括基于力的方法、基于速度的方法、基于优化的方法和基于学习的方法等。基于力的方法典型代表是人工势场法,基本思路是通过人工力,集群个体被目标位置吸引,并被障碍物和其他集群个体排斥,以避免碰撞。人工势场法实现简单、计算量小但是容易陷入局部最优。基于速度的方法利用几何特性分析碰撞的可能性,具有预见性,需要利用避碰双方的速度、位置信息,典型代表是最优互补避碰方法。最优互补避碰方法在大规模集群路径规划中成为流行的选择,但是要求位置和速度信息的准确获取,仅具备局部感知能力的无人集群不易满足。基于优化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,步骤S1中的所述异构无人集群的初始化包括:

3.根据权利要求2所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,所述动态虚拟区域包括动态虚拟区域的中心位置,在地面坐标系的地面平面内,该动态虚拟区域的中心位置的坐标与无人机的位置的坐标重合。

4.根据权利要求3所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,在步骤S1~S4中,动态虚拟区域用于使地面机器人集群按照基于人工势场法和一致性原理的控制算法进行协...

【技术特征摘要】

1.一种异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,步骤s1中的所述异构无人集群的初始化包括:

3.根据权利要求2所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,所述动态虚拟区域包括动态虚拟区域的中心位置,在地面坐标系的地面平面内,该动态虚拟区域的中心位置的坐标与无人机的位置的坐标重合。

4.根据权利要求3所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,在步骤s1~s4中,动态虚拟区域用于使地面机器人集群按照基于人工势场法和一致性原理的控制算法进行协调运动,调整地面机器人集群的动态阵型的形状和中心位置的坐标,使动态阵型的形状和动态虚拟区域的形状一致,使动态阵型的中心位置的坐标和动态虚拟区域的中心位置的坐标一致。

5.根据权利要求4所述的异构无人集群协同路径规划与避障方法,其特征在于,步骤s2具体包括:

6....

【专利技术属性】
技术研发人员:赵江张璇池沛王英勋
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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