恭喜云南民族大学唐嘉宁获国家专利权
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龙图腾网恭喜云南民族大学申请的专利未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118963379B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410982433.5,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统是由唐嘉宁;吴家明;马孟星;赵莉;陈云浩设计研发完成,并于2024-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统在说明书摘要公布了:本发明提供了一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统,涉及无人机控制技术领域。本方法同时考虑到无人机飞行的安全性和灵活性,在路径点搜索过程中为基础的A*算法引入障碍物的密集度信息,使得初始的轨迹处于障碍物稀疏的范围,为无人机分配更高的速度做铺垫。同时引入一种类弧度的选择策略,在无人机产生一定转弯角时精确搜索无人机各个相邻路径点减少转弯震荡。在优化过程中考虑到障碍物和运动速度关系,设计障碍物与速度联合惩罚函数,并将其应用到多层模型预测轮廓控制中,通过约束关系实现速度的灵活调整。
本发明授权未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法、系统在权利要求书中公布了:1.一种未知环境下四旋翼无人机自适应机动与安全飞行方法,其特征在于,包括如下步骤:获取预定范围内无人机的位姿信息,所述位姿信息包括当前无人机所处位置、无人机与障碍物的距离;根据该位姿信息构建ESDF地图;在ESDF地图中选择一个目标点,基于该目标点执行自适应探索步长策略搜索得到若干个初始路径点,若干初始路径点连成初始轨迹;所述自适应探索步长策略的表达式如下: 式中,τ为类弧度方法控制的探索步长切换阈值;Pi+1表示第i+1个位置向量;Pi表示第i个位置向量;Pi-1表示第i-1个位置向量;dpi表示第i个控制点对应的最近障碍物距离;dthr表示给定的安全距离阈值;res是分辨率,计算无人机与障碍物的距离通过分辨率映射到无人机航迹规划的探索的步长中;构建低阶运动模型;将所述初始轨迹送入所述低阶运动模型,计算得到低阶拟合光滑轨迹;所述低阶运动模型的表达式如下:Pi+1=Pi+viδt式中,Pi和Pi+1分别代表第i个位置和第i+1个位置向量;vi为低阶模型的输入;δt为时间间隔;低阶运动模型的状态序列可以转换为状态转移矩阵和输入序列的相关映射:si=AUi+Bs0式中,状态向量si=[p0p1…pM]T;输入向量Ui=[v1v2…vM]T;M表示预测范围; 当初始状态s0已知时,系统的所有状态通过系统的输入Ui来表示;因此在轨迹优化中Ui变为了决策变量;构建高阶运动模型;将所述低阶拟合光滑轨迹送入所述高阶运动模型,计算得到最终轨迹;无人机按照该最终轨迹飞行。
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