[發(fā)明專利]一種復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010781605.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN111897362B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宇輝;趙敏;何紫陽;姚敏;郭瑞鵬;徐君;劉巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法，其特征在于：將翼傘空投區(qū)域分為有障礙物存在的障礙區(qū)和以目標(biāo)著陸點(diǎn)為圓心且空曠平坦的圓形著陸區(qū)；在障礙區(qū)內(nèi)采用快速搜索隨機(jī)樹路徑規(guī)劃算法快速搜索可行軌跡，搜索的終止條件是路徑延伸到的位置與目標(biāo)著陸點(diǎn)之間的水平距離小于或等于圓形著陸區(qū)域的半徑，在障礙區(qū)內(nèi)僅考慮避障任務(wù)；將障礙區(qū)內(nèi)的航跡搜索的終止?fàn)顟B(tài)作為圓形著陸區(qū)內(nèi)航跡規(guī)劃的初始狀態(tài)，在圓形著陸區(qū)內(nèi)采用分段歸航的方式設(shè)計(jì)航跡，在圓形著陸區(qū)內(nèi)完成翼傘高度控制和逆風(fēng)對(duì)準(zhǔn)任務(wù)；

在障礙區(qū)內(nèi)采用快速搜索隨機(jī)樹路徑規(guī)劃算法快速搜索可行軌跡的方法如下：

記樣點(diǎn)P_i的坐標(biāo)為(x_i,y_i)，鄰節(jié)點(diǎn)P_j的坐標(biāo)為(x_j,y_j,z_j)，則新節(jié)點(diǎn)P_j+1的位置(x_j+1,y_j+1,z_j+1)按下式進(jìn)行更新：

上式中，Step為搜索步長(zhǎng)，k為翼傘滑翔比，θ_j+1為新節(jié)點(diǎn)的搜索方向，其計(jì)算式如下：

新節(jié)點(diǎn)是否可行的判斷依據(jù)如下：

f(x,y)-z＜0,(x,y,z)∈L

上式中，f(x,y)為空投區(qū)域地形的函數(shù)表達(dá)式，(x,y,z)為翼傘在大地坐標(biāo)系下的位置，L為線段P_jP_j+1上所有點(diǎn)構(gòu)成的集合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法，其特征在于：增設(shè)安全距離d，將新節(jié)點(diǎn)是否可行的判斷依據(jù)修改為：

f(x,y)-z＜d,(x,y,z)∈L。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法，其特征在于：對(duì)于所述樣點(diǎn)的產(chǎn)生，1/2的概率來自隨機(jī)產(chǎn)生，其余1/2的概率直接將目標(biāo)著陸點(diǎn)作為樣點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法，其特征在于：設(shè)相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的搜索方向之差為β，其與搜索步長(zhǎng)Step和翼傘轉(zhuǎn)彎半徑R之間滿足下式：

則：

上式中，R_min為最小翼傘轉(zhuǎn)彎半徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)雜環(huán)境下的翼傘組合式航跡規(guī)劃方法，其特征在于：令Step＝R_min，則：