针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰...针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间,并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法,避免构建ESDF过程,从而提高规划效率;之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性,建立多目标优化函数,进一步优化轨迹。仿真实验表明,该方法可有效实现无人机在线轨迹规划,且与前沿方法相比,轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。展开更多
无人机的自主飞行是无人机相关研究的重点方向,如何在复杂环境中快速分析环境,并规划一条安全可行的路径,是该方向的研究目标。针对传统路径搜索算法存在的路径不平滑问题,采用三阶B样条曲线进行预规划航迹。在欧式有符号距离函数(Eucli...无人机的自主飞行是无人机相关研究的重点方向,如何在复杂环境中快速分析环境,并规划一条安全可行的路径,是该方向的研究目标。针对传统路径搜索算法存在的路径不平滑问题,采用三阶B样条曲线进行预规划航迹。在欧式有符号距离函数(Euclidean Signed Distance Functions, ESDF)地图提供的梯度信息的基础上,分别在平滑、碰撞和可行性上设计约束方程,实现轨迹动态重规划。针对路径动态更新中,时间间隔变化产生的控制点不再符合约束的问题,采用各向异性曲线拟合方法,实现时间再分配,保障在动态更新路径的过程中,新产生的路径与原路径相似且具有同样的可行性。实验证明,该算法实现了无人机的自主路径规划与优化,能够进行动态避障,面对复杂环境具有鲁棒性。展开更多
文摘针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题,提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间,并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法,避免构建ESDF过程,从而提高规划效率;之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性,建立多目标优化函数,进一步优化轨迹。仿真实验表明,该方法可有效实现无人机在线轨迹规划,且与前沿方法相比,轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。
文摘无人机的自主飞行是无人机相关研究的重点方向,如何在复杂环境中快速分析环境,并规划一条安全可行的路径,是该方向的研究目标。针对传统路径搜索算法存在的路径不平滑问题,采用三阶B样条曲线进行预规划航迹。在欧式有符号距离函数(Euclidean Signed Distance Functions, ESDF)地图提供的梯度信息的基础上,分别在平滑、碰撞和可行性上设计约束方程,实现轨迹动态重规划。针对路径动态更新中,时间间隔变化产生的控制点不再符合约束的问题,采用各向异性曲线拟合方法,实现时间再分配,保障在动态更新路径的过程中,新产生的路径与原路径相似且具有同样的可行性。实验证明,该算法实现了无人机的自主路径规划与优化,能够进行动态避障,面对复杂环境具有鲁棒性。