[发明专利]一种基于保角映射分析的无人飞行器空间避障方法

摘要

本发明提出了基于保角映射分析的无人飞行器空间避障方法，该方法包括以下步骤：构建三维速度障碍锥，运用三维速度障碍锥进行避碰判断，建立空间速度障碍球冠并求解球冠参数，对空间速度障碍球进行保角映射、进而求解避障方向，以及求解避障点。该方法能够确定无人飞行器对威胁障碍物避碰的最小速度矢量偏转方向，简化了多威胁障碍物避碰分析。使用该方法处理多威胁障碍物条件下的避碰问题，具有简单、直观等优点。

主权项

1.一种基于保角映射分析的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；步骤S2，运用构建的三维速度障碍锥进行避碰判断；步骤S3，建立相对碰撞区RCC和绝对碰撞区ACC；然后建立空间速度障碍球冠，并解出球冠的参数；步骤S4，对空间速度障碍球冠进行保角映射，求解避障方向，具体包括以下子步骤，步骤S41，建立映射坐标系，以为平面直角坐标系的横轴，oθ为平面直角坐标系的纵轴，建立平面方向角直角坐标系和θ分别表示为无人飞行器速度矢量v_u的偏航角和俯仰角，且θ∈[‑π/2,π/2]；步骤S42，将空间速度障碍球冠的边界保角映射为坐标系内以点为圆心的⊙C_o，⊙C_o的半径为γ；其中，为矢量的方向角，而P_U为无人飞行器的位置，C为空间速度障碍球冠的中心点；γ为P_U与空间速度障碍球冠的大圆边界形成圆锥的半顶角；步骤S43，将当前时刻无人飞行器速度矢量v_u的偏航角和俯仰角记为无人飞行器的速度矢量方向角则矢量与⊙C_o的交点为最小避障速度矢量偏转方向；步骤S5，求解避障点。