[发明专利]一种转角与距离结合的旋翼无人机节能路径优化方法有效

专利信息
申请号: 201910422934.7 申请日: 2019-05-21
公开(公告)号: CN110262542B 公开(公告)日: 2020-12-04
发明(设计)人: 姬翔;王安文;刘宝英;华庆一;陈峰;陈晓江;房鼎益 申请(专利权)人: 西北大学
主分类号: G05D1/10 分类号: G05D1/10;G01C21/20
代理公司: 西安恒泰知识产权代理事务所 61216 代理人: 黄小梧
地址: 710069 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要: 发明公开了一种转角与距离结合的旋翼无人机的节能路径规划方法,该方法使用折线路径的转角和距离特征来估计旋翼无人机飞过该条折线路径的能耗,改善了现有旋翼无人机节能路径规划中只使用距离估计路径能耗的不全面问题;并通过构造三维权矩阵,然后结合贪心策略规划出节能路径。增加了旋翼无人机的续航能力,改善了旋翼无人机应用中的能量受限情况。本发明提出的通过路径转角与距离同时考虑来评价无人机飞过该路径能耗的节能路径规划方法,在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。
搜索关键词: 一种 转角 距离 结合 无人机 节能 路径 优化 方法
【主权项】:
1.一种转角与距离结合的旋翼无人机节能路径优化方法,用于对无人机需经过的n+1个任务点进行路径规划,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,由n+1个任务点构成集合N={ni|i=0,1,2,...,n},取i=0;步骤2,从集合N中取任务点ni作为当前任务点,将当前任务点ni放入路径Li中,并将当前任务点ni从集合N中删除,设路径Li的能耗ei=0;步骤3,在N中找一个任务点nj,使得bij最小,将任务点nj放入路径Li中,并将任务点nj从集合N中删除,ei=ei+bij,其中bij表示无人机由当前任务点ni飞到任务点nj时的距离能耗;步骤4,将路径Li中的最后一个任务点作为任务点nk,将路径Li中当前任务点的前一个任务点作为任务点nk‑1,在集合N中找到一任务点nr,使得ck‑1kr最小,其中ck‑1kr表示无人机由任务点nk‑1飞来,在任务点nk转弯后飞到任务点nr时的转角能耗与所对应的距离能耗之和,将任务点nr加入到路径Li中并在集合N中将任务点nr删除,ei=ei+ck‑1kr;步骤5,重复步骤4,直至集合N为空集为止;步骤6,ei=ei+ck‑1ki,ck‑1ki表示无人机从路径Li中倒数第二个任务点nk‑1飞来,并在路径Li中最后一个任务点nk转弯后飞到起始任务点ni时的转角能耗和所对应的距离能耗之和;步骤7,i=i+1,如果i小于等于n,则转到步骤2,否则执行步骤8;步骤8,对所得到n+1个路径集合{L0,L1,...,Li,...,Ln}及所对应的能耗集合{e0,e1,...,ei,...,en},将能耗集合{e0,e1,...,ei,...,en}中能耗最小所对应的路径作为无人机的节能路径。
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