基于局部软约束优化的无人机航迹规划方法

TP242.6; 针对三维复杂场景中无人机长距离航迹规划效率不高的问题,提出了一种基于局部软约束优化的实时无人机航迹规划方法.该方法首先在Theta*算法的基础上加入安全距离约束,同时利用转弯代价改进启发函数来减少无人机转弯所带来的时间消耗,最终生成由少量关键点组成的初始路径;然后采用局部优化策略对初始路径中存在安全隐患的片段进行软约束优化,并利用贝塞尔曲线的速度特性进行时间分配,确保航迹的连续、平滑和动态可行性,以及提升无人机的飞行效率.实验结果表明,文中方法在保证无人机安全的同时具有更短的飞行距离和飞行时间,以及更好的规划效率,并且在实际的四旋翼飞行中得到验证....

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Published in华南理工大学学报（自然科学版） Vol. 50; no. 6; pp. 27 - 36
Main Authors 陈朋, 江勇奇, 俞天纬, 党源杰, 宦若虹
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 浙江工业大学 计算机科学与技术学院, 浙江 杭州310023%浙江工业大学 信息工程学院, 浙江 杭州310023 01.06.2022
Subjects
避碰
无人机
局部软约束优化
Theta算法
航迹规划
四旋翼
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Summary:TP242.6; 针对三维复杂场景中无人机长距离航迹规划效率不高的问题,提出了一种基于局部软约束优化的实时无人机航迹规划方法.该方法首先在Theta*算法的基础上加入安全距离约束,同时利用转弯代价改进启发函数来减少无人机转弯所带来的时间消耗,最终生成由少量关键点组成的初始路径;然后采用局部优化策略对初始路径中存在安全隐患的片段进行软约束优化,并利用贝塞尔曲线的速度特性进行时间分配,确保航迹的连续、平滑和动态可行性,以及提升无人机的飞行效率.实验结果表明,文中方法在保证无人机安全的同时具有更短的飞行距离和飞行时间,以及更好的规划效率,并且在实际的四旋翼飞行中得到验证.
ISSN:1000-565X
DOI:10.12141/j.issn.1000-565X.210452