[发明专利]一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法及系统

权利要求书

1.一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对可倾转四旋翼无人机在含有障碍物的环境中飞行的运动轨迹进行规划；包括：

搜索并生成一条无碰撞的初始轨迹；

对初始轨迹进行优化，直至优化后轨迹中每个控制点到最近障碍物的距离均不小于预设最短距离阈值，获得优化后的无人机运动轨迹；

步骤二、对可倾转四旋翼无人机穿越障碍物的运动姿态进行规划；包括：

将姿态对应到无人机运动轨迹中每个时间点，生成包含时间的目标姿态序列；

对所述目标姿态序列进行优化，获得优化后对应时间点的无人机姿态序列。

2.根据权利要求1所述的一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法，其特征在于，步骤一中利用A-star算法搜索并生成一条无碰撞的初始轨迹；其中，A-star算法中惩罚函数设计为：

g_i＝(||u||²+λ)T

其中，u为控制量，λ为时间耗费的权重，T为选择的前向积分步长，i为当前搜索节点的序号；

启发式函数设计为：

h_i＝||m_goal-m_i||

其中，m_goal为目标搜索节点，m_i为当前搜索节点；

则A-star算法中目标优化函数f_cci为：

f_cci＝g_i+h_i。

3.根据权利要求2所述的一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法，其特征在于，步骤一中在利用A-star算法获得初始轨迹后，进一步通过B样条插值方法对初始轨迹进行插值，获得插值后的初始轨迹，其表达形式为：

其中，s(t)＝(t-t_m)/Δt，表示时间占比，Δt表示时间间隔，t表示当前时间节点，t_m表示第m个时间节点；M_p+1表示由B样条曲线阶次p定义的恒定方阵；q_m表示参与该段B样条轨迹的控制点序列。