[发明专利]一种无人飞行器空间避障方法及相关路径在线规划方法

摘要

本发明提出了一种无人飞行器空间避障方法及相关路径在线规划方法，该方法是一种基于三维速度障碍锥的动态空间直接避障方法，能够给出避障的插入点及避障方向，并与航迹规划方法相结合，可以实现无人飞行器在线航迹的重新规划。避障方法主要包括以下步骤：（1）构建三维速度障碍锥，（2）运用三维速度障碍锥进行避碰判断，（3）求解避障方向，（4）求解避障点。相关路径在线规划方法是以前述避障方法求解的避障方向和避障点来作为曲线路径在线规划的初始条件进行路径在线规划的方法。

主权项

1.一种无人飞行器空间避障方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，构建三维速度障碍锥；根据无人飞行器在三维空间中的当前时刻位置坐标Pu＝(xu,yu,zu)和探测到的障碍物O的位置坐标Po＝(xo,yo,zo)，以Pu作为三维速度障碍锥的顶点，并将障碍物点膨化为以Po为球心、半径为R的障碍球PO，然后过Pu点作障碍球的切线，则所有以Pu为顶点障碍球的切线形成的锥面为三维速度障碍锥；步骤S2，运用构建的三维速度障碍锥进行避碰判断；根据无人飞行器和障碍物的速度矢量大小和方向，求解无人飞行器相对于障碍物O的相对速度矢量v_uo的大小和方向；然后求解相对速度矢量v_uo与无人飞行器和障碍物的位置矢量之间的夹角大小α；判断障碍锥的半顶角α₀与α的关系，若α＜α₀，需要对障碍物进行避碰，则继续进行步骤S3；若α＞α₀，不需要对障碍物进行避碰，则退出；步骤S3，求解避障方向；步骤S4，求解避障点。