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一种无人机编队避障路径规划方法及相关设备技术

技术编号:42468066 阅读:17 留言:0更新日期:2024-08-21 12:53
本发明专利技术提供了一种无人机编队避障路径规划方法及相关设备,涉及无人机运动规划技术领域,与现有技术相比,本发明专利技术在维持无人机编队的队形下,通过对存在未知机动的动态障碍物的运动进行建模,并求解出动态障碍物的可达包络区域,然后建立可达包络区域的斥力场模型、无人机编队中每两个无人机之间的第二斥力场模型以及目标点的引力场模型对无人机编队的运动路径进行规划,通过斥力与引力的作用控制无人机编队不进入动态障碍物的可达包络区域,实现了无人机编队对动态障碍物有效规避的同时解决了目标不可达和路径绕远等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机运动规划,特别涉及一种无人机编队避障路径规划方法及相关设备


技术介绍

1、近年来,无人机编队被广泛运用在各个领域当中,相较于单无人机,多无人机编队在搜索范围、故障容错和任务完成率等方面展示出更大优势。在无人机编队执行任务的同时,为了保证编队飞行安全,往往需要考虑多种约束,如编队无人机之间的距离约束以及编队与障碍物之间的距离约束等。考虑到无人机编队的飞行环境,可以将障碍物分为静态障碍物和动态障碍物两类,静态障碍物主要有建筑物、树木等静止对象,而动态障碍物主要有其他飞行器和飞鸟等非合作运动对象。

2、现有的部分方法在实现无人机编队避障时,将动态障碍物与静态障碍物采用相同的方法处理,忽略了动态障碍物在行为上的不确定性,这可能会使无人机在规避动态障碍物时,出现路径绕远或躲闪不及时等问题。因此针对动态障碍物的规避问题,现有研究有通过引入粒子群优化算法,并将其分别与共识算法和模型预测控制方法相结合后,分别对静态障碍物和动态障碍物进行处理,通过仿真实验验证了该方法的可行性;还有提出一种基于群集行为的分布式多无人机编队控制算法,并证明了该本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述无人机编队运动模型为:

3.根据权利要求2所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述跟随者无人机的目标状态更新方程为:

4.根据权利要求3所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述步骤3包括:

5.根据权利要求4所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述建立所述动态障碍物的可达包络区域的第一斥力场模型、所述无人机编队中每两个无人机之间的第二斥力场模型、目标点的引力场模型,包括

6....

【技术特征摘要】

1.一种无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述无人机编队运动模型为:

3.根据权利要求2所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述跟随者无人机的目标状态更新方程为:

4.根据权利要求3所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述步骤3包括:

5.根据权利要求4所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,所述建立所述动态障碍物的可达包络区域的第一斥力场模型、所述无人机编队中每两个无人机之间的第二斥力场模型、目标点的引力场模型,包括:

6.根据权利要求5所述的无人机编队避障路径规划方法,其特征在于,根据所述第一斥力场...

【专利技术属性】
技术研发人员:殷泽阳梁浩廖宇新陈晓方谢永芳魏才盛
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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