[发明专利]一种基于最大内切圆圆心移动矢量的无人机自动避障方法

权利要求书

1.一种基于最大内切圆圆心移动矢量的无人机自动避障方法，其特征在于，具体过程为：

以无人机所处位置为原点，获取当前时刻无人机所处的无障碍物区域的内切圆的圆心；

根据内切圆圆心位置，计算无人机斥力方向；

根据圆心移动距离和斥力方向计算避障控制量，无人机飞控系统根据所述控制量进行控制；

所述内切圆的圆心的获取过程为：

步骤一：无人机上雷达扫描无人机防御区域，获得区域中障碍物的角度和距离数据；

步骤二：将雷达获取的数据转换到栅格坐标系下，获得障碍物栅格地图；

步骤三：对障碍物栅格地图进行膨胀-腐蚀-膨胀处理，提取无人机周围无障碍物区域；

步骤四：计算所述无障碍物区域最大内切圆圆心；

所述步骤四的具体过程为：

(1)依据所提取区域边缘，计算初始圆心O′(x₀,y₀)；

为所提取区域边缘数据点坐标

(2)寻找区域边缘上距离初始圆心O′最近的点Ps1，做内切圆；以O′和点Ps1连线，远离Ps1方向移动圆心，直至内切圆和区域边缘上第二个点Ps2相切；

(3)令内切圆的圆心沿着点Ps1、Ps2连线的垂直平分线的两边分别移动，寻找内切圆与区域边缘的接触点，选取圆心移动距离较大的一边所对应的接触点为点Ps3；

(4)将点Ps1、Ps2、Ps3三点所确定的圆的圆心作为区域内最大内切圆圆心(x_i,y_i)。

2.根据权利要求1所述基于最大内切圆圆心移动矢量的无人机自动避障方法，其特征在于，所述根据内切圆圆心位置，计算斥力方向；

斥力方向为

3.根据权利要求1所述基于最大内切圆圆心移动矢量的无人机自动避障方法，其特征在于，根据所述斥力方向和圆心移动距离计算出避障控制量为：

x，y方向控制量u(x)，u(y)：

u(x)＝Δu(l)*cosθ

u(y)＝Δu(l)*sinθ

Δu(l)＝K_p(err(l)-err(l-1))+K_ierr(l)+K_d(err(l-1)-err(l-2))

其中，err(l)为第l次圆心移动距离，l为变量，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数。