未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统技术方案

技术编号:43373653 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-19 17:53
本发明专利技术提供了一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统,涉及无人机控制技术领域。本方法同时考虑到无人机飞行的安全性和灵活性,在路径点搜索过程中为基础的A*算法引入障碍物的密集度信息,使得初始的轨迹处于障碍物稀疏的范围,为无人机分配更高的速度做铺垫。同时引入一种类弧度的选择策略,在无人机产生一定转弯角时精确搜索无人机各个相邻路径点减少转弯震荡。在优化过程中考虑到障碍物和运动速度关系,设计障碍物与速度联合惩罚函数,并将其应用到多层模型预测轮廓控制中,通过约束关系实现速度的灵活调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机控制,尤其涉及一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统


技术介绍

1、未知环境下的无人机航迹规划旨在为无人机设计一条从起点到终点的飞行路径。通过对无人机的路径点增加各种约束保证无人机飞行路径的安全性、可靠性同时兼顾无人机的飞行效率减少飞行时间和能量损耗提高任务的执行效率。

2、目前关于无人机运动规划提出的方法很多,搜索方法有图搜索的方法及其变体、和概率路线图法及其变体。但是图搜索的方法存在搜索路径离障碍物距离太小的问题,概率路线图法由于中间解的质量是不可预测的,因此不能保证在固定时间内找到一条路径。自适应速度的研究也提出了很多方法,但是各种方法都是在安全性和飞行速度间做权衡,各种方法都较为偏向一种指标。


技术实现思路

1、专利技术目的:提出一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,并进一步提出一种能够实现上述无人机自适应机动与安全飞行方法的系统,以解决现有技术存在的上述问题。

2、本专利技术的第一个方面,提出一种未知环境下四旋翼无人机自适本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,在ESDF地图中选择一个目标点,基于该目标点执行自适应探索步长策略搜索得到初始安全路径,其中所述自适应探索步长策略的表达式如下:

3.根据权利要求2所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,所述低阶运动模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,将所述初始轨迹送入所述低阶运动模型,计算得到低阶拟合光滑轨迹...

【技术特征摘要】

1.一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,在esdf地图中选择一个目标点,基于该目标点执行自适应探索步长策略搜索得到初始安全路径,其中所述自适应探索步长策略的表达式如下:

3.根据权利要求2所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,所述低阶运动模型的表达式如下:

4.根据权利要求3所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,将所述初始轨迹送入所述低阶运动模型,计算得到低阶拟合光滑轨迹,具体包括:

5.根据权利要求4所述的未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,轨迹和初始轨迹的相似度惩罚js的表...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐嘉宁吴家明马孟星赵莉陈云浩
申请(专利权)人:云南民族大学
类型:发明
国别省市:

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