[发明专利]一种无人机的路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种无人机的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取t时刻无人机的信息，所述无人机的信息包括：无人机在二维平面的位置、无人机的飞行方向、目标点的位置、第i个障碍物的位置、第i个障碍物占据的水平面积及障碍物的总数；

确定t时刻靠近目标点意图的意图力场，所述靠近目标点意图的意图力场是通过在第一距离不大于第一门限参数的情况下，将所述目标点的位置与所述无人机在二维平面的位置之间距离，与第一尺度因子相乘得到的；或者，在所述第一距离大于所述第一门限参数的情况下，将第一比值、所述第一门限参数与所述第一尺度因子相乘得到的；所述第一比值为：所述目标点的位置与所述无人机在二维平面的位置的距离，与所述第一距离的比值；所述第一距离为：目标点的位置与所述无人机在二维平面的位置的欧几里得距离；

确定t时刻减少径向抵近第i个障碍物意图的意图力场；所述减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场是通过在第二距离小于第二门限参数的情况下，将第二尺度因子、所述第i个障碍物占据的水平面积、第二比值与距离差值相乘得到的，或者在所述第二距离不小于所述第二门限参数的情况下，将所述减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场作为0得到的；所述第二比值为：所述无人机在二维平面的位置与第i个障碍物的位置之间的差值，与所述第二距离的比值；所述第二距离为：所述无人机在二维平面的位置与所述第i个障碍物的位置的欧几里得距离；所述距离差值为：所述第二距离的倒数与所述第二门限参数的倒数相减的结果，与所述第二距离的二次方的倒数相乘的结果；

确定t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场；所述绕开前方障碍物意图的意图力场是通过在第三距离小于所述第二门限参数的情况下，将第三尺度因子、t时刻无人机飞行方向上最近的障碍物占据的水平面积、角度旋转矩阵及第三比值相乘得到的；或者，在所述第三距离不小于所述第二门限参数的情况下，将所述绕开前方障碍物意图的意图力场作为0得到的，所述第三距离为：所述无人机在二维平面的位置与t时刻无人机飞行方向上最近的障碍物的位置的欧几里得距离，所述第三比值为：t时刻无人机飞行方向上第m个最近的障碍物的位置与t时刻无人机在二维平面的位置之间的差值与，t时刻无人机至无人机飞行方向上第m个最近的障碍物之间的距离二次方的比值；

将所述t时刻靠近目标点意图的意图力场、所述t时刻减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场及所述t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场进行矢量求和，将求和结果确定为t时刻无人机的混合意图力场；

在所述t时刻无人机的混合意图力场为0的情况下，调节所述角度旋转矩阵直至所述t时刻无人机的混合意图力场不为0；

在t+1时刻，基于不为0的所述混合意图力场的方向，进行飞行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述t时刻靠近目标点意图的意图力场、所述t时刻减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场及所述t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场进行矢量求和，将求和结果确定为t时刻无人机的混合意图力场，包括：

使用矢量求和公式，对t时刻靠近目标点意图的意图力场、减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场及所述t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场进行矢量求和，将求和结果确定为无人机的混合意图力场；

所述矢量求和公式为：

其中，F₁(p₀(t))是t时刻靠近目标点意图的意图力场，是t时刻减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场，是t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场，p₀(t)是t时刻无人机在二维平面的位置，i是障碍物的序号，N(t)是t时刻障碍物的总数；m是t时刻无人机飞行方向上最近的障碍物的序号。