买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：浙江大学湖州研究院

摘要：本发明公开了一个复杂未知环境下分布式集群无人机编队飞行轨迹生成方法，采用多层轨迹规划结构，通过用户需求初始化、全局轨迹规划、前端参考轨迹规划、后端轨迹优化、重规划状态检查等多层架构分布式地生成高质量的集群无人机编队飞行轨迹。与目前其他方法相比，本发明方法基于由粗糙到细致的轨迹规划思想，通过多层轨迹规划生成局部飞行轨迹，在保证实时性的同时，还能生成高质量局部轨迹，可以应对复杂未知环境下的飞行需求。本发明多层轨迹规划结构具有高度灵活性，通过在不同层级中分配编队飞行任务的优先级，简化了轨迹运算量，也方便用户自定义集群编队任务，对工程实际应用具有指导意义。

主权项：1.复杂未知环境下分布式集群无人机编队飞行轨迹生成方法，其特征在于，包括如下五个步骤：1用户需求初始化：在自动导航任务开始前，用户需要根据任务类型定义集群无人机编队的参数，包括无人机数量、期望编队队形、集群几何中心的目标终点和编队任务初始分配；用户完成定义后，集群无人机会按照用户的定义分布式启动，执行后续任务；2全局轨迹：首先在不考虑障碍物的情况下，生成一条连接无人机当前位置和目标位置的全局轨迹，作为理想情况下集群无人机编队飞行的指导轨迹；在全局轨迹的基础上，选择从当前位置飞行设定时间后到达的局部终点作为后续轨迹规划的末状态；得到集群无人机的局部终点集合后，判断在该局部终点集合情况下，编队任务分配是否最优，如果是最优，则以当前的局部终点集合对应的任务分配开始后续步骤，如果不是最优，则进行编队任务重分配，以计算后的局部终点集合对应的最优任务分配开始后续步骤；3前端参考轨迹：首先是以无人机当前位置和局部终点作为首状态和末状态，进行前端多拓扑路径搜索，经过采样和剪枝后得到了复杂环境中的拓扑路径，之后基于编队队形最优的指标，选出多拓扑路径中编队队形最优的拓扑，并在最优拓扑的基础上生成高阶连续的前端参考轨迹；4对步骤3生成的前端参考轨迹进行后端优化轨迹：为了生成高质量的局部轨迹，构造一个多目标的轨迹优化问题，同时考虑无人机避障、编队飞行相似性因素，通过离散轨迹的形式降低优化变量数量，以保证优化求解实时性，得到后端优化轨迹后还会再次检查是否安全，如果安全则执行该轨迹，如果不安全则弱化编队飞行相似性因素的考虑，再次优化直到得到安全的轨迹为止，然后执行该轨迹；5重规划轨迹检查：由于无人机的传感器有效视野有限，飞行轨迹可能会与刚进入传感器视野的障碍物发生碰撞，因此以1毫秒次的检查频率判断轨迹是否与环境障碍物发生碰撞，如果存在危险，则开启返回至步骤2进行轨迹重规划，同时基于滚动优化的策略，重规划时会根据全局轨迹分配更新的局部终点。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学湖州研究院 复杂未知环境下分布式集群无人机编队飞行轨迹生成方法