基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法与系统技术方案

技术编号:41706958 阅读:21 留言:0更新日期:2024-06-19 12:38
本发明专利技术公开了基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法与系统,该方法利用全局地图信息,利用改进的三维A星算法规划全局路径并设置检查点;利用检查点引导无人机躲避静态障碍物;在向着检查点前进过程中不断检测是否有动态障碍物入侵;当检测到动态障碍物入侵时,则启用改进的三维速度障碍(VO)算法进行避障,直至到达目标点。相较于传统A星算法,本发明专利技术的混合无人机路径规划方法能够让无人机能够自主躲避动态障碍物;相较于全程使用局部路径规划,本发明专利技术避免局部动态避障常见的陷入局部最优解的情况,同时在起飞前用改进的三维A星全局规划算法提前规划出检查点,减少使用局部路径规划算法进行计算次数,提高整体效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机路径规划,尤其涉及基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法与系统。


技术介绍

1、近年来,无人机在军事领域或民用领域的需求都一直在增加。在军事领域,无人机可以代替人员进入危险区域进行侦察甚至独立作战。在民用领域,无人机可以进行地图测绘、物流运输等工作。在复杂环境下,需要经验丰富的无人机飞行员才能很好地操控无人机完成任务。因此,对无人机的自主飞行能力的研究,是一个很重要的研究方向。

2、路径规划研究,大致能分为全局路径规划和局部路径规划两类。全局路径规划利用全局信息,规划出到达目标点的总体路线,对应的经典算法有:基于图搜索的a星算法,基于采样的rrt算法,和一些仿生智能算法。而局部路径规划算法,是利用局部信息,快速规划出局部飞行路径,实时性强于全局规划路径,对应的经典算法有:专为躲避动态障碍物设计的vo,基于轨迹预测进行采样的动态窗口法(dwa),人工势场类算法等。还有一些智能算法如遗传算法、蚁群算法和强化学习算法等也在路径规划领域有所应用。

3、相对而言,全局路径规划算法能找到全局解,但实时性较弱,而局部路径规本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,在步骤S1中,所述利用改进的三维A星算法规划获得全局路径,包括:

3.根据权利要求2所述基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,所述将待规划空间进行栅格化,包括:将待规划空间划分为以的正方体为单位的栅格空间,标定好起始点和目标点所在的栅格空间,以三维坐标表示,将包含障碍物的栅格空间视为障碍栅格,其余为自由栅格。

4.根据权利要求2所述基于三维A星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,该方法包括:

2.根据权利要求1所述基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,在步骤s1中,所述利用改进的三维a星算法规划获得全局路径,包括:

3.根据权利要求2所述基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,所述将待规划空间进行栅格化,包括:将待规划空间划分为以的正方体为单位的栅格空间,标定好起始点和目标点所在的栅格空间,以三维坐标表示,将包含障碍物的栅格空间视为障碍栅格,其余为自由栅格。

4.根据权利要求2所述基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,三维a星算法的代价函数为:

5.根据权利要求2所述基于三维a星与速度障碍的无人机路径规划方法,其特征在于,所述分方向优先遍历父节点周围距离最终目标点最远方向的节点,包括:

6.根据权利要求1所述基于三...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈景怡黄达权
申请(专利权)人:中国民航大学
类型:发明
国别省市:

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