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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种多旋翼无人机室内环境中的轨迹规划方法。包括如下步骤：步骤1，首先将地图转化为占据栅格地图，根据占据栅格地图中每个栅格离障碍物的距离信息构建欧式符号距离场；步骤2，根据欧式符号距离场和给定的起点和终点规划一条远离障碍物的初始路径；步骤3，根据规划的初始路径生成一条连通起点和终点的安全飞行通道；步骤4，以能量最小为优化指标，以符合多旋翼无人机动力学为约束条件，在安全飞行通道中生成一条多旋翼无人机可执行的飞行轨迹。本发明可以根据地图中的自由空间离障碍物的距离信息，在地图中规划一条尽量远离障碍物的多旋翼无人机飞行轨迹，更大程度的保证了无人机在室内飞行时的安全。

主权项：1.一种多旋翼无人机室内环境中的轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将地图转化为占据栅格地图，根据地图中每个栅格离障碍物的距离信息建立欧式符号距离场；欧式符号距离场计算公式为：ESDFn＝min{||pn-p1||，||pn-p2||，...，||pn-pQ||}其中ESDFn为当前栅格在欧式符号距离场中的值，pn为当前栅格中心点的位置，Q为障碍物栅格的总数量，p1，p2，...，pQ为分别为第1，2，...，Q个障碍物栅格的中心点的位置；S2.根据欧式符号距离场，在占据栅格地图中的非障碍物区域搜索一条从起点到终点的初始路径；通过改进A*算法搜索一条尽量远离障碍物的初始路径，fn＝gn+hn+On其中gn为起点到当前路径点的累计代价，hn是启发式函数，为当前路径点到终点的欧式距离，On为当前路径点的碰撞代价；碰撞代价On的计算公式如下： 其中，ESDFn为当前路径点在欧式符号距离场中的值，a为大于零的常数；S3.依据初始路径和占据栅格地图生成连通起点和终点的飞行通道；飞行通道生成步骤如下：S31.从起点开始，依次将初始路径上的点设为正方体飞行通道的几何中心点，如果当前正方体飞行通道的几何中心点在上一个正方体飞行通道内部，则舍弃该路径点，否则将该路径点作为下一个正方体飞行通道的几何中心点，正方体的大小取一个栅格的大小；S32.对该正方体飞行通道进行膨胀，膨胀过程中几何中心不变，只改变大小，每次膨胀正方体都是将其六个面向外移动一个栅格的大小，当正方体飞行道通接触到障碍物时则停止膨胀，进行下一个正方体飞行通道的生成；S33.当终点被正方体飞行通道包含时，完成从起点到终点的飞行通道的生成；S4.根据动力学约束，生成多旋翼无人机可执行的光滑的飞行轨迹。

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