[發(fā)明專利]一種基于保角映射分析的無人飛行器空間避障方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710082191.4
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106647812B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊秀霞;孟啟源;華偉;羅超;周硙硙;張毅;趙賀偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國人民解放軍海軍專利服務(wù)中心 11044
• 代理人: 劉書巖

1.一種基于保角映射分析的無人飛行器空間避障方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，構(gòu)建三維速度障礙錐；

步驟S2，運(yùn)用構(gòu)建的三維速度障礙錐進(jìn)行避碰判斷；

步驟S3，建立相對碰撞區(qū)RCC和絕對碰撞區(qū)ACC；然后建立空間速度障礙球冠，并解出球冠的參數(shù)；

步驟S4，對空間速度障礙球冠進(jìn)行保角映射，求解避障方向，具體包括以下子步驟，

步驟S41，建立映射坐標(biāo)系，以為平面直角坐標(biāo)系的橫軸，oθ為平面直角坐標(biāo)系的縱軸，建立平面方向角直角坐標(biāo)系和θ分別表示為無人飛行器速度矢量v_u的偏航角和俯仰角，且θ∈[-π/2,π/2]；

步驟S42，將空間速度障礙球冠的邊界保角映射為坐標(biāo)系內(nèi)以點(diǎn)為圓心的⊙C_o，⊙C_o的半徑為γ；其中，為矢量的方向角，而P_U為無人飛行器的位置，C為空間速度障礙球冠的中心點(diǎn)；γ為P_U與空間速度障礙球冠的大圓邊界形成圓錐的半頂角；

步驟S43，將當(dāng)前時刻無人飛行器速度矢量v_u的偏航角和俯仰角記為無人飛行器的速度矢量方向角則矢量與⊙C_o的交點(diǎn)為最小避障速度矢量偏轉(zhuǎn)方向；

步驟S5，求解避障點(diǎn)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于保角映射分析的無人飛行器空間避障方法，其特征在于，當(dāng)障礙物為多個時，

步驟S2要對多個障礙物進(jìn)行避障判斷，如果無人飛行器的速度矢量v_u與障礙物O_i的速度矢量v_oi之間的相對速度矢量v_uoi在障礙物O_i形成的障礙錐內(nèi)，則需要同時對多個障礙物進(jìn)行避碰，否則不需要同時對多個障礙物進(jìn)行避碰。

3.如權(quán)利要求2所述的基于保角映射分析的無人飛行器空間避障方法，其特征在于，當(dāng)需要同時對多個障礙物進(jìn)行避碰時，

步驟S42中需要對每個空間速度障礙球冠的邊界均進(jìn)行保角映射，將映射后所得各映射圓的并集記為∪⊙；

步驟S43中最小避障速度矢量偏轉(zhuǎn)方向為無人飛行器的速度矢量方向角到∪⊙邊界的最小距離點(diǎn)對應(yīng)方向。