[发明专利]无人机路径避障调整的方法、计算机装置和可读存储介质

权利要求书

1.一种无人机路径避障调整的方法，其特征在于，包括：

步骤A，确定无人机的当前位置P_t和下一航点φ_d在无障碍物情况下的原始流速u：

其中，V为无人机的飞行速度，(x，y，z)为当前位置P_t的位置坐标，(x_d，y_d，z_d)为下一航点φ_d的位置坐标，

步骤B，计算无人机当前位置P_t和下一航点φ_d之间的总扰动矩阵：

其中，K为当前位置P_t和下一航点φ_d之间障碍物的总数，ω_k和M_k分别为第k个障碍物的权重系数和扰动矩阵；

步骤C，利用所述总扰动矩阵M对所述原始流速u进行调整，得到扰动场流速

步骤D，利用所述扰动场流速，确定下一路径点P_t+1：

其中，ΔT为预先设定的计算步长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述ω_k和M_k通过以下公式计算获得：

其中，算符表示求积；

为排斥矩阵；为切向矩阵；

Γ_k和Γ_i分别为第k个和第i个障碍物的障碍物方程；

I为吸引矩阵，为三阶单位矩阵；

n_k为第k个障碍物的单位法向量，

ρ_k为第k个障碍物的排斥反应系数；

σ_k为第k个障碍物的切向反应系数；

t_k为第k个障碍物的垂直切向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述障碍物方程统一采用以下凸面体方程，表达式为：

其中，P₀＝(x₀,y₀,z₀)表示障碍物中心，a,b,c和p,q,r均为大于零的常数，由障碍物的覆盖范围与形状决定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述障碍物方程中：

障碍物为圆球，则p＝1,q＝1,r＝1且a＝b＝c；或

障碍物为圆柱，则p＝1,q＝1,r1且a＝b；或

障碍物为圆锥，则p＝1,q＝1,0＜r＜1且a＝b；或

障碍物为长方体，则p＞1,q＞1,r＞1；或

障碍物为圆台，则p＝1,q＝1,r＞1且a＝b＝R₁+(R₂-R₁)(z-z₀)/c，其中，R₁,R₂分别为圆台的下底面与上底面半径。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B之前还包括：

提取事先设定的第k个障碍物的排斥反应系数ρ_k，ρ_k为正整数；

提取事先设定的第k个障碍物的切向反应系数σ_k，σ_k为正整数。