[发明专利]一种基于双旋Lyapunov矢量场的无人飞行器避障方法有效

专利信息
申请号: 201710997132.X 申请日: 2017-10-20
公开(公告)号: CN107643764B 公开(公告)日: 2020-06-02
发明(设计)人: 张毅;孟启源;杨秀霞;崔嘉;华伟;罗超;曹唯一 申请(专利权)人: 中国人民解放军海军航空大学
主分类号: G05D1/10 分类号: G05D1/10
代理公司: 中国人民解放军海军专利服务中心 11044 代理人: 刘书岩;宋涛
地址: 264001 山东省烟*** 国省代码: 山东;37
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摘要: 发明公开了一种基于双旋Lyapunov矢量场的无人飞行器避障方法,主要包括以下步骤:确定无人飞行器飞行约束条件并构建障碍物安全圆;通过障碍物安全圆进行避障判定;确定最优避障方向和矢量场旋转方向并进行避障。为了提高避障的效率并缩短避障的路径,重新定义了成功避障的判定依据。为了简化避障的复杂度,还提出了对于多个微小障碍物避障的障碍合并重构的规则。该方法能够同时满足无人飞行器动力学约束并实现静态及动态障碍的避障,实现动态未知环境下的无人飞行器平面自主避障。
搜索关键词: 一种 基于 lyapunov 矢量 无人 飞行器 方法
【主权项】:
一种基于双旋Lyapunov矢量场的无人飞行器避障方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,确定无人飞行器飞行约束条件并构建障碍物安全圆;设无人飞行器飞行速度V0大小不变,初始飞行方向指向目标点G;根据无人飞行器的最小转弯半径为R0和无人飞行器避障所需安全距离Ruav,将障碍物的外接圆膨化后得到半径为Rsafe的障碍物安全圆;步骤S2,通过障碍物安全圆进行避障判定;经判定,如需要避障则进入步骤S3;如不需要进行避障,无人飞行器则继续按照当前飞行方向飞行;步骤S3,确定最优避障方向和矢量场旋转方向并进行避障;当障碍物为静态障碍时,最优避障方向为无人飞行器和目标点的连线矢量旋转到矢量的旋转方向,其中为无人飞行器和Tn点的连线矢量,Tn点为和垂直且过障碍物安全圆圆心的直线与障碍物安全圆交点中距离无人飞行器较近的交点;以Rsafe作为期望的跟踪半径,将最优避障方向的反方向作为Lyapunov矢量场旋转方向,并在该矢量场的引导下进行避障机动。
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