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面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质 

申请/专利权人:南开大学

申请日:2024-04-28

公开(公告)日:2024-06-25

公开(公告)号:CN118111447B

主分类号:G01C21/20

分类号:G01C21/20;G06T17/05;G06F16/29

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.25#授权;2024.06.18#实质审查的生效;2024.05.31#公开

摘要:本发明提供了一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法、装置和存储介质,涉及无人机导航领域,包括:设定起点和终点;在三维占据地图上进行路径搜索,得到一条无碰撞情况的初始路径;生成远离障碍物的骨架路径:首先确定路点沿远离障碍物方向推动的方向向量,然后沿着方向向量并以三维占据地图的分辨率为步长推动路点,当存在一个最近障碍物在推动方向上时,推动过程结束;生成最优路径:结合弹性能带与骨架引导目标函数,迭代凸优化得到最优路径;分配最优时间:沿最优路径进行含速度与加速度约束的最优时间分配和梯形速度分配,得到运动轨迹。有利于无人机在杂乱且狭窄受限的洞穴等环境中安全且高效地完成巡检和勘探等任务。

主权项:1.一种面向狭窄环境的无人机运动规划方法,其特征在于,包括:设定起点和终点:在三维占据地图上设置任务的起点位置与终点位置,其中,起点位置为无人机的当前位置,终点位置为任务目标点或局部目标点的位置;路径搜索:在所述三维占据地图上进行路径搜索,得到一条无碰撞情况的初始路径;生成骨架路径:对于所述初始路径上除了起点与终点的每一个路点,首先确定所述路点沿远离障碍物方向推动的方向向量,然后沿所述方向向量以三维占据地图的分辨率为步长推动所述路点;当存在一个最近障碍物在推动方向上时,推动过程结束;最终被推动到的点被称为骨架路点;根据所述起点位置与终点位置,将所述骨架路点按顺序连接,以生成远离障碍物的骨架路径;生成最优路径:结合弹性能带与骨架引导目标函数,迭代凸优化得到最优路径;分配最优时间:沿所述最优路径进行含速度与加速度约束的最优时间分配和梯形速度分配,得到运动轨迹。

全文数据:

权利要求:

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