[发明专利]一种基于PH曲线的无人机路径规划方法

摘要

本发明公开了一种基于PH曲线的无人机路径规划方法，包括：(1)初始化无人机运动条件和任务地图；(2)根据初始条件设定多个路径控制点，并根据控制点形成PH曲线，并将其表示为贝塞尔n阶多项式；(3)将贝塞尔n阶多项式限定为五阶多项式，并据此对其进行求导运算和两点间插值运算，确定出无人机路径曲线形状，并计算出相应控制点位置参数；(4)调整回归系数以改变切矢量的长度，以满足PH曲线约束条件和无人机约束条件，从而实现对控制点的修正，获得可规避障碍物的无人机路径。本发明的方法可以解决现有技术中存在的无法规避路径中障碍物、路径规划精确度低、路径不满足无人机运动学约束的问题。

主权项

1.一种基于PH曲线的无人机路径规划方法，包括：(1)初始化无人机运动条件和任务地图，包括设定无人机路径的起始点、终点以及沿途中需要经过的目标点，标注各障碍物的位置坐标和威胁半径，设定无人机的最大飞行速度、最大飞行加速度以及最大飞行曲率；(2)根据初始条件设定多个路径控制点，并根据所述控制点形成PH曲线，并将其表示为贝塞尔n阶多项式；(3)根据最低阶含有拐点的PH曲线为五阶PH曲线，将所述贝塞尔n阶多项式限定为五阶多项式，并据此对其进行求导运算和两点间插值运算，确定出无人机路径曲线形状，并计算出相应控制点位置参数，其中，所述五阶PH曲线的控制点为六个，包括路径起点p0、终点p5以及位于起点与终点之间从该起点至终点依次排布的四个中间控制点p1，p2，p3和p4，中间控制点p2和p3的数学表达式为：而其中，a,b,c为中间参数，且x₁是控制点p₁的横坐标，y₁为控制点p₁的纵坐标，x₄为控制点p₄的横坐标，y₄为控制点p₄的纵坐标，c₀和c₁为回归系数，c₀∈[1，∞]，c₁∈[1，∞]，和分别为初始位置和终止位置的切向角；(4)调整回归系数以改变切矢量的长度，以满足PH曲线约束条件和无人机约束条件，实现对控制点的修正，从而获得可规避障碍物的无人机路径。