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面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质制造方法及图纸

技术编号:41526350 阅读:43 留言:0更新日期:2024-06-03 23:00
本发明专利技术提供了一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质,涉及无人机导航领域,包括:设定起点和终点;在三维占据地图上进行路径搜索,得到一条无碰撞情况的初始路径;生成远离障碍物的骨架路径:首先确定路点沿远离障碍物方向推动的方向向量,然后沿着方向向量并以三维占据地图的分辨率为步长推动路点,当存在一个最近障碍物在推动方向上时,推动过程结束;生成最优路径:结合弹性能带与骨架引导目标函数,迭代凸优化得到最优路径;分配最优时间:沿最优路径进行含速度与加速度约束的最优时间分配和梯形速度分配,得到运动轨迹。有利于无人机在杂乱且狭窄受限的洞穴等环境中安全且高效地完成巡检和勘探等任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机导航领域,具体而言,涉及一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质


技术介绍

1、旋翼无人机被广泛应用于管道巡检、矿洞勘测等任务中,帮助人们在受限空间中完成巡检等一系列工作,大大解放了劳动力,然而,目前在无gps信号、复杂且狭窄受限的任务场景中,常常需要专业飞手来操作无人机,而且无人机依然可能与环境发生碰撞,导致危险事件发生,使得勘测任务中断甚至失败。因此,运动规划技术需要被引入到旋翼无人机上,通过主动规划出一条安全且高效的轨迹,在狭窄受限空间中更可靠、智能且高效地完成巡检或勘探等任务。

2、目前的旋翼无人机运动规划方法主要分为两类,即基于硬约束的方法与基于软约束的方法。基于硬约束的方法将轨迹规划问题构建为凸优化问题,进而求解得到能量最优的轨迹,然而此类方法无法考虑轨迹与障碍物之间的距离,导致轨迹可能紧贴障碍物,在存在风场等干扰的环境中难以保证无人机飞行的安全性。基于软约束的方法将轨迹规划问题构建为非线性优化问题,通过欧式距离场构建轨迹与最近障碍物距离的损失函数,从而求解得到一条远离障碍物的平滑轨迹,然而非线性优本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,在设定起点和终点的步骤之前,还包括:

3.根据权利要求2所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述构建三维占据地图的步骤,具体包括:

4.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述路径搜索的步骤,具体包括:

5.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述生成骨架路径的步骤,具体包括:

6.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运...

【技术特征摘要】

1.一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,在设定起点和终点的步骤之前,还包括:

3.根据权利要求2所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述构建三维占据地图的步骤,具体包括:

4.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述路径搜索的步骤,具体包括:

5.根据权利要求1所述的面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,所述生成骨架路径的步骤,具体包括:

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:张雪波李天奕张世勇董千里黄君胜苑晶
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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