[發明專利]一種無人機路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201811627334.6
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109582038B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 趙小川;劉培志;胡雄文;徐凱;宋剛;劉華鵬
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業計算機應用技術研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

1.一種無人機路徑規劃方法，其特征在于，包括：

步驟1，無人機啟動，設定目標點1，計算無人機到目標點1的目標偏航角θ，調整實際偏航角使無人機沿指定的目標偏航角θ后向前運動；

步驟2，判斷前方有無障礙物：

若有障礙物，無人機避障后沿當前方向前行T秒；

若無障礙物，判斷實際偏航角與目標偏航角θ的角度差，當角度差a°時，無人機沿當前方向前行T秒，當角度差不滿足a°時，調整實際偏航角使角度差a°，無人機沿當前方向前行T秒；

步驟3，判斷是否達到目標點1：

若未達目標點1，則回到步驟1；

若到達目標點1，則進入步驟4；

步驟4，利用激光識別門后判斷是否達到目標點2：

若到達目標點2，無人機向正前方繼續前行N米，無人機停止運動；

若未到達目標點2，判斷是否識別到門：若識別到門，則返回步驟1重復前述步驟直到無人機到達目標點2；若未識別到門，則在當前位置 搜索門直至識別到門；

在判斷有無障礙物時，利用二維激光束照射到障礙物后的返回值判斷其方位，然后通過控制指令驅動無人機調整偏航角從而完成避障，具體方法如下：

根據二維激光束照射在障礙物上返回的信息，得到照射點的極坐標(θ,r)，其中，r表示激光中心點到照射點的距離，θ表示激光束與Y軸的夾角，定義θ向左為正，θ∈[-35°,35°]，d＝2m表示安全距離；

當r＞d時，無人機前方無障礙物，無人機向前運動；

當r≤d時，根據θ值的大小控制無人機避障：若θ＞0，無人機向左轉動直到避開障礙物；若θ≤0，無人機向右轉動直到避開障礙物。

2.根據權利要求1所述的無人機路徑規劃方法，其特征在于，在識別門時，根據二維激光束的返回信息，判斷并識別門的邊緣后計算出門寬并與設定條件做匹配，通過成功匹配的門邊緣信息計算出門的中心點位置信息，具體方法如下：

當激光照射到門的邊緣時，記照射點A1為門的左邊緣，表示激光信號上升沿狀態到下降沿狀態；記照射點A2為門的右邊緣，表示激光信號下降沿狀態到上升沿狀態；

當左邊緣和右邊緣連續出現時，計算照射點A1和照射點A2之間的距離并與門的預設值做長度匹配，若匹配結果滿足要求，則識別為門，將照射點A1和照射點A2的極坐標轉換為二維坐標(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，并計算出照射點A1和照射點A2之間的中間點A3，若匹配結果不滿足要求，則不為門；

其中，二維坐標轉換定義如下：

x₁＝r₁·cosθ₁，y₁＝r₁·sinθ₁；

x₂＝r₂·cosθ₂，y₂＝r₂·sinθ₂；

式中，r₁表示激光中心點O與照射點A1之間的長度OA1，θ₁表示OA1與極軸之間的夾角，r₂表示激光中心點O與照射點A2之間的長度OA2，θ₂表示OA2與極軸之間的夾角。

3.根據權利要求1所述的無人機路徑規劃方法，其特征在于，實際偏航角與目標偏航角θ的角度差滿足3°。

4.根據權利要求1所述的無人機路徑規劃方法，其特征在于，無人機沿當前方向前行2秒。