[發(fā)明專利]基于貝塞爾曲線轉(zhuǎn)接的無人機軌跡平滑方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610704370.2 | 申請日： | 2016-08-22 |
| 公開（公告）號： | CN106325294B | 公開（公告）日： | 2020-03-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 董偉;丁燁;黃杰;朱向陽 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號： | G05D1/10 | 分類號： | G05D1/10;G06Q10/04 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236 | 代理人： | 郭國中 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 貝塞爾 曲線 轉(zhuǎn)接 無人機 軌跡 平滑 方法 | ||
1.一種基于貝塞爾曲線轉(zhuǎn)接的無人機軌跡平滑方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1：根據(jù)已知直線航線段構(gòu)造貝塞爾轉(zhuǎn)接函數(shù)，建立滿足曲率連續(xù)的飛行軌跡幾何特征；
步驟2：以直線航線段長度以及允許的最大軌跡平滑誤差作為約束，建立并求解各貝塞爾曲線平滑轉(zhuǎn)接參數(shù)的最優(yōu)化問題；
步驟3：確定最大速度、加速度以及躍度約束，基于貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)確定轉(zhuǎn)接段的最大飛行速度；
步驟4：對所有直線段進行S型運動規(guī)劃，確定各直線段加減速時間；
步驟5：迭代搜索并規(guī)劃各段飛行速度，保證運動學(xué)相容性；
步驟6：對飛行軌跡進行實時插補，得到參考飛行軌跡；
所述步驟3包括：對于給定的曲線平滑誤差∈max以及最大加速度Vmax，確定貝塞爾曲線段的最大飛行速度Vcm，計算公式如下：
式中：Amax表示最大加速度，max(a,b)表示運算，d表示貝塞爾曲線轉(zhuǎn)接長度，β為夾角，c5為中間變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于貝塞爾曲線轉(zhuǎn)接的無人機軌跡平滑方法，其特征在于，所述步驟1包括：已知航點P1，P2，P3組成的直線軌跡，針對航點P2構(gòu)造如下的貝塞爾轉(zhuǎn)接函數(shù)：
其中：
c2＝(c1+4)(c1+1)，c3＝(c1+4)/(c2+6)，η＝6c3cosβ/(c1+4)，
式中：P1表示第一個航點，P2表示第二個航點，P3表示第三個航點，B1(u)表示第一段貝塞爾曲線，B1i表示第一段貝塞爾曲線的第i個控制點，u表示貝塞爾曲線參數(shù)，B2(u)表示第二段貝塞爾曲線，B2(3-i)表示第一段貝塞爾曲線的第3-i個控制點，T1表示上式中沿的方向向量，d表示貝塞爾曲線轉(zhuǎn)接長度，η表示上式中確定的曲線設(shè)計參數(shù)，ud表示由所確定的方向向量，T2表示由所確定的方向向量，表示由第一與第二個航點所確定的方向向量，表示由第二與第三個航點與確定的方向向量，表示貝塞爾曲線中間控制點所確定的向量，||·||表示二次范數(shù)運算，β為T1與ud之間的夾角，c1、c2、c3分別表示三個中間變量。
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