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申请/专利权人：浙江大学
摘要：本发明公开了一种基于未知环境下四旋翼飞行器时间最优避障在线规划方法。该方法首先利用点云聚类技术对空间中的点云进行分析和分类，进行分割与建模，根据聚类结果建立栅格地图，并通过路径搜索方法寻找出到达目标点的最优路径；建立四旋翼的动力学模型，在飞行过程中根据找到的可行路径进行飞行，并引入离散控制障碍函数以确保飞行状态在安全空间内；将路径的避障时间最优控制问题转化为非线性优化问题，允许同时优化飞行状态、路径以及路径点时间分配；这项发明实时生成时间最优的避障轨迹，显著提高了四旋翼在避障轨迹飞行中的效率，实现了时间上的最优化。
主权项：1.一种基于未知环境下四旋翼飞行器时间最优避障在线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立世界坐标系，获取四旋翼飞行器在世界坐标系下的点云数据；S2，将所述点云数据进行聚类，使用立方体对空间点云进行几何表示，并建立栅格地图；S3，使用所述的栅格地图，通过A*算法进行路径规划，得到一条长度最短的可行路径；S4，利用四旋翼的物理特性和运动规律，建立输入输出上下界约束不同的四旋翼动力学模型；S5，将所述四旋翼动力学模型的各项动力学约束进行时间离散后，采用数值积分算法将动力学约束转换成动态等式约束；S6，根据空间点云的几何表示，通过构建空间多面体对偶约束的离散控制障碍函数，得到动态避障约束；S7，对于获取的可行路径，设定间隔距离将其离散为多个航点，将航路点使用距离二次型的距离代价构建航路点约束，并设置到达航点时的末端约束；S8，构建热启动问题得到初始动力学可行轨迹，采用四旋翼动力学模型的动态等式约束、航路点约束、动态避障约束和末端约束，构建时间最优避障轨迹规划的非线性模型；S9，对时间最优避障轨迹规划的非线性模型进行求解，得到时间最优的避障轨迹。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 浙江大学 基于未知环境下四旋翼飞行器时间最优避障在线规划方法
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