一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法技术

本发明专利技术公开的一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，属于轨迹规划技术领域。本发明专利技术实现方法为：获取无人机飞行性能参数信息、轨迹约束信息和任务环境信息。采用分层规划原则，上层采用稀疏A*算法进行航迹规划，得到由离散航迹点连接成的完整航迹。中层利用飞行走廊构造方法得到轨迹序列凸规划可行域，飞行走廊以航迹段为种子生成，保证飞行走廊的连续性，进而保证轨迹的安全性，相邻走廊的交集区域作为离散路径点的可行域。下层利用序列凸规划方法求解轨迹规划问题，建立无人机轨迹序列凸规划问题模型，引入凸规划可行域约束，以离散航迹点为基准计算轨迹初值，通过轨迹规划，得到飞行时间最优的无人机飞行轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，属于轨迹规划。

技术介绍

1、固定翼无人机具有飞行速度高、飞行航程长，携带载荷多等特点，广泛应用于军事、民用领域。固定翼无人机的现实任务往往具有距离远、消耗时间长，任务环境复杂等特点，依靠技术人员进行远程实时控制是不可行的，因此需要进行离线轨迹规划，使无人机按照预定轨迹飞行，以最短时间完成既定任务。

2、在现有轨迹规划方法中，序列凸规划方法在计算效率方面具有显著优势，是轨迹规划方法的主流。但是在密集障碍物环境下，序列凸规划方法存在以下问题：一是轨迹规划模型中需要引入大量避障约束，这导致序列凸规划方法的时效性降低。二是避障约束大多是近似描述，并非几何意义上的严格避碰，这导致生成轨迹的安全性降低。三是随着约束数量增加，约束间存在矛盾可能性增加，这会导致最终无法收敛到可行解。

3、为了解决上述问题，安全飞行走廊概念被提出，并应用于轨迹序列凸规划方法中。现有安全飞行走廊构造方法主要分为以点为种子构造走廊和以线段为种子构造走廊。在孤立点稀疏的情况下，以点为种子生成的走廊不连续，无本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

2.如权利要求1所述一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，其特征在于：步骤二的具体实现方法如下：

3.如权利要求1所述一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，其特征在于：步骤四的具体实现方法如下：

【技术特征摘要】

1.一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法，其特征在于：包括如下步骤，

2.如权利要求1所述一种基于飞行走廊的单无人机分层轨迹序列凸规划方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙腾，苗洪语，孙景亮，李俊志，周桢林，钟建鑫，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：