[发明专利]一种协同避障方法及装置

权利要求书

1.一种协同避障方法，其特征在于，包括：

检测飞行前进方向上是否存在障碍物；

若检测到飞行前进方向上存在障碍物，则获取所述障碍物的位置以及所述障碍物的轮廓；

沿着所述障碍物的轮廓均匀分布多个点源，形成均匀势场；

构造所述均匀势场的势函数；

根据所述障碍物的位置以及所述势函数发出避障控制指令；

其中，所述构造势函数包括：

获取预先调整好的势函数参数的参数值；

根据所述势函数参数的参数值，构造势函数；

所述势函数参数包括集群中各个成员之间的引力势函数参数、集群中各个成员之间的斥力势函数参数、领航者位置引力势函数参数、领航者速度引力势函数参数和领航者速度斥力势函数参数；

其中，根据对集群队形影响的动态响应特性，分别确定集群中各个成员之间的引力势函数参数的参数值和斥力势函数参数的参数值；

根据对集群中领航者的跟踪动态响应特性，分别确定领航者位置引力势函数参数的参数值、领航者速度引力势函数参数的参数值、领航者速度斥力势函数参数的参数值。

2.根据权利要求1所述的协同避障方法，其特征在于，所述势函数参数的参数值的调整方法包括：

设置所述势函数参数的参数值；

按照设置的所述势函数参数的参数值，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果；

若所述仿真结果表示避障失败，则更改设置的所述势函数参数的参数值，并返回执行按照设置的势函数参数的参数值，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果的步骤；

若所述仿真结果表示避障成功，则记录设置的所述势函数参数的参数值。

3.根据权利要求2所述的协同避障方法，其特征在于，所述势函数参数包括障碍物斥力势函数系数，

所述按照设置的所述势函数参数的参数值，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果包括：

按照设置的所述障碍物斥力势函数系数的参数值，构造障碍物斥力势函数；

分别计算距离所述多个点源中每个点源的距离值；

根据每个所述距离值，分别对所述障碍物斥力势函数进行积分计算，得到斥力总势能；

根据所述斥力总势能，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果。

4.一种协同避障装置，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测飞行前进方向上是否存在障碍物；

获取单元，用于在所述检测单元检测到飞行前进方向上存在障碍物时，获取所述障碍物的位置以及所述障碍物的轮廓；

设置单元，用于沿着所述障碍物的轮廓均匀分布多个点源，形成均匀势场；

构造单元，用于构造所述均匀势场的势函数；

控制单元，用于根据所述障碍物的位置以及所述势函数发出避障控制指令；

其中，所述构造单元包括：

获取子单元，用于获取预先调整好的势函数参数的参数值；

构造子单元，用于根据所述势函数参数的参数值，构造势函数；

所述势函数参数包括集群中各个成员之间的引力势函数参数、集群中各个成员之间的斥力势函数参数、领航者位置引力势函数参数、领航者速度引力势函数参数和领航者速度斥力势函数参数；

其中，第一确定单元，用于根据对集群队形影响的动态响应特性，分别确定集群中各个成员之间的引力势函数参数的参数值和斥力势函数参数的参数值；

第二确定单元，用于根据对集群中领航者的跟踪动态响应特性，分别确定领航者位置引力势函数参数的参数值、领航者速度引力势函数参数的参数值、领航者速度斥力势函数参数的参数值。

5.根据权利要求4所述的协同避障装置，其特征在于，还包括：

参数设置单元，用于设置所述势函数参数的参数值；

仿真单元，用于按照设置的所述势函数参数的参数值，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果；

更改单元，用于若所述仿真结果表示避障失败，则更改设置的所述势函数参数的参数值，并调用所述仿真单元；

记录单元，用于若所述仿真结果表示避障成功，则记录设置的所述势函数参数的参数值。

6.根据权利要求5所述的协同避障装置，其特征在于，所述势函数参数包括障碍物斥力势函数系数，所述仿真单元具体包括：

斥力势函数构造子单元，用于按照设置的所述障碍物斥力势函数系数的参数值，构造障碍物斥力势函数；

计算子单元，用于分别计算距离所述多个点源中每个点源的距离值；

积分子单元，用于根据每个所述距离值，分别对所述障碍物斥力势函数进行积分计算，得到斥力总势能；

仿真子单元，用于根据所述斥力总势能，通过仿真模型进行避障仿真，得到仿真结果。