一种有球形外壳的四旋翼无人机及加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法技术

本发明专利技术属于无人机路径规划技术领域，公开了一种有球形外壳的四旋翼无人机及加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法，在有球形外壳的四旋翼无人机上实行，包括步骤1：采用带碰撞采样和运动学的KRRT*算法进行轨迹搜索；步骤2：在障碍物表面进行点云地图采样；步骤3：建立碰撞前后速度改变的模型；步骤4：引入碰撞感知进行轨迹生成。本发明专利技术通过在路径规划过程中引入碰撞，可以利用碰撞产生的反作用力改变无人机的飞行方向，从而实现更快速的转弯，减少急转弯处的飞行时间，提高飞行效率。避免了传统的无人机路径规划算法中需要绕路或者需要长时间调整姿态的问题。减少无人机的能量消耗，延长无人机的续航时间，从而提高无人机的续航能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机路径规划，尤其涉及一种有球形外壳的四旋翼无人机及加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法。

技术介绍

1、无人机路径规划是无人机自主飞行的重要组成部分，其目的是在给定起点和终点的情况下，寻找一条最优路径，使得无人机能够安全、快速地到达目标位置。传统的无人机路径规划算法通常基于避障、最短路径等原则，忽略了在某些情况下，利用碰撞可以减少飞行时间，提高飞行效率的可能性。

2、在无人机路径规划中，急转弯处是最耗费时间和能量的部分之一。急转弯处需要经历减速再加速，为了减少急转弯处的飞行时间，引入了碰撞的思路，即在路径规划过程中，允许无人机在某些特定情况下与障碍物发生轻微的碰撞，以利用碰撞产生的反作用力改变无人机的飞行方向，从而实现更快速的转弯。然而，如何在保证安全的前提下，有效地利用碰撞进行路径规划，仍是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种有球形外壳的四旋翼无人机及加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法，以解决上述的技术问题。

2、为了解决球形无人机路本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种有球形外壳的四旋翼无人机，其特征在于，包括连接装置(1)、球形外壳(2)、机载主机(3)、四旋翼无人机本体(4)和无源压电传感器(5)，所述连接装置(1)固定安装在四旋翼无人机本体(4)的四旋翼支架上，支撑整个球形外壳(2)，所述四旋翼无人机本体(4)通过连接装置(1)安装在球形外壳(2)内，所述机载主机(3)安装在四旋翼无人机本体(4)上，所述无源压电传感器(5)埋在球形外壳(2)的线路中，通过导线将信号传递回采集电路中，再使用串口将数据传回机载主机(3)的ROS系统中，分析信号，检测四旋翼无人机本体(4)感知到的碰撞。

2.一种如权利要求1所述的有球形外壳的四旋翼...

【技术特征摘要】

1.一种有球形外壳的四旋翼无人机，其特征在于，包括连接装置(1)、球形外壳(2)、机载主机(3)、四旋翼无人机本体(4)和无源压电传感器(5)，所述连接装置(1)固定安装在四旋翼无人机本体(4)的四旋翼支架上，支撑整个球形外壳(2)，所述四旋翼无人机本体(4)通过连接装置(1)安装在球形外壳(2)内，所述机载主机(3)安装在四旋翼无人机本体(4)上，所述无源压电传感器(5)埋在球形外壳(2)的线路中，通过导线将信号传递回采集电路中，再使用串口将数据传回机载主机(3)的ros系统中，分析信号，检测四旋翼无人机本体(4)感知到的碰撞。

2.一种如权利要求1所述的有球形外壳的四旋翼无人机的加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的加入碰撞反弹的球形无人机路径规划方法，其特征在于，所述步骤1每个采样点包含无人机的状态s，其中包括xyz三个方向上的位置p、速度v和加速度a，在采样的过程中，加入了对障碍物表面的采样，便于在碰撞前的瞬间引入状态s，利用庞特里亚金极小值原理和汉密尔顿方程，计算两节点间的时间最优轨迹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，扈传奇，于欢，郑植，涂杰，张芷菱，李振宇，蔡奇峰，张海运，陆国栋，
申请(专利权)人：余姚市机器人研究中心，
类型：发明
国别省市：