[发明专利]一种折线路径弧线化的旋翼无人机节能路径优化方法

摘要

本发明公开了一种折线路径弧线化的旋翼无人机节能路径优化方法，该方法将折线路径转换为弧线路径来使得旋翼无人机飞过该条路径的能耗更少，进一步优化现有旋翼无人机的折线节能路径规划结果。增加旋翼无人机的续航能力，改善旋翼无人机在应用中的能量受限情况。本发明提出的通过将折线路径转换为弧线路径来进一步对旋翼无人机的折线节能路径进行优化的方法，在旋翼无人机辅助遍历任务点的应用中均可应用，起到减少飞行能耗，提高单次充电的任务完成量的效果。

主权项

1.一种折线路径弧线化的旋翼无人机节能路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，将无人机折线路径中的路径点集合P＝{p_i|i＝1,2,...,n}中的第一个路径点p₁和第二个路径点p₂放入到弧线化路径L中；所述路径点集合P为有序集合，在路径点集合P的最后增加一个元素p_n+1，元素p_n+1的值与p₁相同；/n步骤2，取i＝2；/n步骤3，若线段p_i-1p_i与线段p_ip_i+1共线，则执行步骤7；否则，执行步骤4；/n步骤4，以线段p_i-1p_i为切线，路径点p_i为切点，在与路径点p_i+1同一侧绘制半径为r的圆o₁；以线段p_ip_i+1为切线，路径点p_i+1为切点，在与路径点p_i-1相反侧绘制半径为r的圆o₂；/n步骤5，设半径r的取值集合R＝{1,...,n}，将集合R＝{1,...,n}中的每一个值作为半径r重复步骤51至步骤52；/n步骤51，在圆o₁与圆o₂的多条公共切线中，选择一条切线l，切线l需同时满足以下两个条件：/n(1)切线l与线段p_ip_i+1相交；/n(2)切线l与圆o₁的切点在线段p_ip_i+1的与p_i-1相反一侧；/n步骤52，取切线l与圆o₁的切点pⁿ和切线l与圆o₂的切点p^p；取圆o₁的弦p_ipⁿ在路径点p^p相反侧的弧C₁；取圆o₂的弦p^pp_i+1在路径点pⁿ相反侧的弧C₂；弧C₁、线段pⁿp^p、弧C₂构成弧线C；等间隔1米取弧线C上的点作为路径点并存入集合M_r中；/n步骤6，若集合M_r中能耗最小的路径M_min的能耗小于无人机直接经过线段p_ip_i+1的能耗，则将路径M_min中的最后一个路径点去掉，然后存入弧线化路径L中；否则，执行步骤7；/n步骤7，将路径点p_i+1存入弧线化路径L中；/n步骤8，i＝i+1；如果i小于或等于n则转到步骤3，否则，所得到的弧线化路径L即为弧线化的节能路径。/n