[发明专利]一种无人机的路径规划方法及装置

说明书

本发明实施例提供的一种无人机的路径规划方法及装置，方法包括：通过获取t时刻无人机的信息，确定t时刻靠近目标点意图的意图力场；确定t时刻减少径向抵近第i个障碍物意图的意图力场；确定t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场；将t时刻靠近目标点意图的意图力场、t时刻减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场及t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场进行矢量求和，将求和结果确定为t时刻无人机的混合意图力场；在t时刻无人机的混合意图力场为0的情况下，调节角度旋转矩阵直至t时刻无人机的混合意图力场不为0；在t+1时刻，基于不为0的所述混合意图力场的方向，进行飞行。因此，本发明实施例避免对无人机的路径规划的方法容易陷入局部最小值的情况。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，特别是涉及一种无人机的路径规划方法及装置。

背景技术

随着人工智能技术的高速发展，无人机已经在地图测绘、灾害监测、农药喷洒、物流运输等领域获得广泛应用。鉴于无人机的周围可能存在地形、建筑、其他障碍物，这些障碍物对无人机的飞行安全造成严重威胁，为保障无人机的作业安全，对无人机行驶路径进行规划显得尤为重要。

现有技术，无人机行驶过程中利用自身传感器，感知探测周边一定范围内的障碍物信息，采用人工势场法对无人机的路径进行规划。下面详细介绍使用人工视场法对无人机的路径进行规划的过程。

人工势场法中通过将目标点产生对无人机的引力和障碍物对无人机产生的斥力进行求和，将无人机的行驶方向设置为引力和斥力的合力方向，以此来控制无人机的运行，并生成路径规划曲线。

如果障碍物对无人机的斥力与目标点对无人机的引力方向相反，大小相等，此时斥力与引力的和为0，导致无人机不知向那个方向行驶，因此无人机可能暂停不动，这种情况下对无人机的路径规划陷入局部最小值。因此，现有技术对无人机的路径规划的方法容易陷入局部最小值。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无人机的路径规划方法及装置，通过调整无人机的飞行角度，避免无人机的路径规划陷入局部最小值。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供的一种无人机的路径规划方法包括：

获取t时刻无人机的信息，所述无人机的信息包括：无人机在二维平面的位置、无人机的飞行方向、目标点的位置、第i个障碍物的位置、第i个障碍物占据的水平面积及障碍物的总数；

确定t时刻靠近目标点意图的意图力场，靠近目标点意图的意图力场是通过在第一距离不大于第一门限参数的情况下，将目标点的位置与无人机在二维平面的位置之间距离，与第一尺度因子相乘得到的；或者，在第一距离大于第一门限参数的情况下，将第一比值、第一门限参数与第一尺度因子相乘得到的；第一比值为：目标点的位置与无人机在二维平面的位置的距离，与第一距离的比值；第一距离为：目标点的位置与无人机在二维平面的位置的欧几里得距离；

确定t时刻减少径向抵近第i个障碍物意图的意图力场；减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场是通过在第二距离小于第二门限参数的情况下，将第二尺度因子、第i个障碍物占据的水平面积、第二比值与距离差值相乘得到的，或者在第二距离不小于第二门限参数的情况下，将减少径向抵近i个障碍物意图的意图力场作为0得到的；第二比值为：无人机在二维平面的位置与第i个障碍物的位置之间的差值，与第二距离的比值；第二距离为：无人机在二维平面的位置与第i个障碍物的位置的欧几里得距离；距离差值为：第二距离的倒数与第二门限参数的倒数相减的结果，与第二距离的二次方的倒数相乘的结果；

确定t时刻绕开前方障碍物意图的意图力场；绕开前方障碍物意图的意图力场是通过在第三距离小于第二门限参数的情况下，将第三尺度因子、t时刻无人机飞行方向上最近的障碍物占据的水平面积、角度旋转矩阵及第三比值相乘得到的；或者，在第三距离不小于第二门限参数的情况下，将绕开前方障碍物意图的意图力场作为0得到的，第三距离为：无人机在二维平面的位置与t时刻无人机飞行方向上最近的障碍物的位置的欧几里得距离；