[發(fā)明專利]一種無人機路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811044769.8
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108958293B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于琳;李猛;王中華;王冬雪;房文靜
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 濟南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 鄧東坡

1.一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取無人機執(zhí)行區(qū)域的起點、終點以及障礙物位置信息；

S2：以執(zhí)行區(qū)域內(nèi)的起點和終點為矩形對角線的兩個頂點，構(gòu)建矩形區(qū)域，并將對角線作為基準(zhǔn)線；

S3：獲取基準(zhǔn)線與第一個相交障礙物的交點；

S4：取交點至矩形區(qū)域各邊的垂線段中點作為偏移點；

S5：判斷起點至偏移點間是否存在障礙物，是則跳轉(zhuǎn)至步驟S6；否則將偏移點作為途徑點，跳轉(zhuǎn)至步驟S7；

S6：取偏移點至交點的線段中點為新的偏移點，并跳轉(zhuǎn)至步驟S5；

S7：判斷偏移點至終點間是否存在障礙物，是則用途徑點作為新起點，跳轉(zhuǎn)至步驟S8；否則，跳轉(zhuǎn)至步驟S9；

S8：獲取新起點至終點的直線與障礙物產(chǎn)生的第一個交點，跳轉(zhuǎn)至步驟S4；

S9：記錄最初的起點-途徑點-終點所構(gòu)成的多條路徑；

S10：利用最短路徑原則計算各路徑代價，選取最優(yōu)路徑。

2.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S1的具體過程為：確定無人機執(zhí)行任務(wù)區(qū)域F，在區(qū)域內(nèi)進行路徑規(guī)劃，對指定環(huán)境進行建模，獲取執(zhí)行任務(wù)區(qū)域的起點P_start、終點P_end以及障礙物位置信息，且滿足以下條件：

其中，F(xiàn)表示無人機執(zhí)行區(qū)域，F(xiàn)_free表示無障礙區(qū)域，F(xiàn)_obs表示障礙禁飛區(qū)域，表示無障礙區(qū)域和障礙禁飛區(qū)域無交集，P_start表示執(zhí)行區(qū)域的起點，P_end表示執(zhí)行區(qū)域的終點。

3.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S4的具體過程為：取交點至矩形區(qū)域各邊的垂線段中點作為偏移點并記錄，將偏移點與起點相連為線段，將偏移點與終點相連為線段。

4.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S5的具體過程為：判斷起點至偏移點構(gòu)成的線段是否與區(qū)域內(nèi)障礙物產(chǎn)生新的交點，產(chǎn)生則跳轉(zhuǎn)至步驟S6；否則，將記錄偏移點作為途徑點，并記錄起點至偏移點的線段，跳轉(zhuǎn)至步驟S7。

5.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S6的具體過程為：更新偏移點，取偏移點至障礙物交點的線段中點為新的偏移點，并跳轉(zhuǎn)至步驟S5。

6.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S7的具體過程為：判斷偏移點至終點構(gòu)成的線段是否與區(qū)域內(nèi)障礙物產(chǎn)生交點，若產(chǎn)生，則記錄為新交點，并用途徑點作為起點，跳轉(zhuǎn)至步驟S8；否則，跳轉(zhuǎn)至步驟S9。

7.如權(quán)利要求1所述的一種無人機路徑規(guī)劃方法，其特征是，所述步驟S10的具體過程為：對路徑進行平滑處理，并利用最短路徑原則計算各路徑代價，選取最優(yōu)路徑。