[發明專利]一種面向不規則障礙物的無人機路徑規劃方法及系統在審
| 申請號： | 201910264887.8 | 申請日： | 2019-04-03 |
| 公開（公告）號： | CN109828607A | 公開（公告）日： | 2019-05-31 |
| 發明（設計）人： | 張啟錢;許衛衛;張洪海;劉皞;楊磊;鄒依原;王立超 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G05D1/10 | 分類號： | G05D1/10 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 程華 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 障礙物 路徑規劃 飛行路徑 不規則 點序列 路徑點 路徑段 環境空間 距離檢測 凸多邊形 物理性能 約束參數 柵格模型 不相交 多類型 射線法 柵格法 構建 相交 篩選 包圍 檢測 | ||
1.一種面向不規則障礙物的無人機路徑規劃方法，其特征在于，包括：
獲取無人機的物理性能約束參數；所述物理性能約束參數包括最大轉彎角、最大航程和最小飛行路徑段長度；
確定無人機的路徑規劃環境空間區域；
依據所述物理性能約束參數，采用柵格法對所述路徑規劃環境空間區域進行構建，得到路徑規劃環境柵格模型；
依據所述無人機的起點、終點和所述路徑規劃環境柵格模型，確定無人機的待選飛行路徑點序列；
確定所述路徑規劃環境空間區域中所有障礙物的類型和位置信息；所述位置信息為障礙物在所述路徑規劃環境柵格模型中的位置坐標；所述類型包括弧形障礙物、凹多邊形障礙物和凸多邊形障礙物；
依據所述類型，對所有障礙物的外包圍線均進行處理，得到處理后的障礙物；所述處理后的障礙物均為凸多邊形障礙物；
依據所述位置信息，采用射線法對所述待選飛行路徑點序列進行篩選，得到可飛路徑點序列；
對第一可飛路徑段與所述處理后的障礙物進行相交檢測，得到不相交路徑點序列；所述第一可飛路徑段是沿著無人機終點方向，連接可飛路徑點序列中任意兩個相鄰的路徑點形成的；
對第二可飛路徑段與所述處理后的障礙物進行距離檢測，得到無人機的飛行路徑；所述第二可飛路徑段是沿著無人機終點方向，連接不相交路徑點序列中任意兩個相鄰的路徑點形成的；
所述對第二可飛路徑段與所述處理后的障礙物進行距離檢測，得到無人機的飛行路徑，具體包括：
構建距離檢測代價函數
m表示處理后的障礙物的總數，n表示第一飛行路徑中包含的第二可飛路徑段的總數；所述第一飛行路徑為由不相交路徑點序列中的不相交路徑點構成的從起點到終點的任意一條飛行路徑；dst表示第s個處理后的障礙物與第t個第二可飛路徑段之間的距離；
依據所述距離檢測代價函數確定無人機的飛行路徑。
2.根據權利要求1所述的面向不規則障礙物的無人機路徑規劃方法，其特征在于，所述依據所述類型，對所有障礙物的外包圍線均進行處理，得到處理后的障礙物，具體包括：
步驟61：當所述障礙物為凸多邊形障礙物時，對所述障礙物進行安全裕度處理，得到處理后的障礙物；
步驟62：當所述障礙物為凹多邊形障礙物時，對所述障礙物進行凸化填充處理，得到凸多邊形障礙物，并執行所述步驟61；
步驟63：當所述障礙物為弧形障礙物時，將所述障礙物轉化為多邊形障礙物，并判斷所述多邊形障礙物的類型；當所述多邊形障礙物為凸多邊形障礙物時，執行所述步驟61，當所述多邊形障礙物為凹多邊形障礙物時，執行所述步驟62。
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