Multi-Objective Optimization Strategy of Trajectory Planning for Unmanned Aerial Vehicles Considerin
2024-08-26 06:09:04
A UAV patrol system using panoramic stitching and object detection
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2019
... 无人机具备灵活多变、飞行速度快及检测范围广等特点,正被大规模运用于军事和民用领域.因此,无人机在复杂环境的轨迹规划问题受到国内外学者的广泛关注[1 ⇓ -3 ].尤其在如煤矿井下等复杂环境中,如何对安全飞行通道以及飞行轨迹进行优化,确保飞行安全性,更具有广泛的研究价值. ...
Deploying MAVs for autonomous navigation in dark underground mine environments
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2020
... 无人机具备灵活多变、飞行速度快及检测范围广等特点,正被大规模运用于军事和民用领域.因此,无人机在复杂环境的轨迹规划问题受到国内外学者的广泛关注[1 ⇓ -3 ].尤其在如煤矿井下等复杂环境中,如何对安全飞行通道以及飞行轨迹进行优化,确保飞行安全性,更具有广泛的研究价值. ...
基于鸽群层级交互的有人/无人机集群一致性控制
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2020
... 无人机具备灵活多变、飞行速度快及检测范围广等特点,正被大规模运用于军事和民用领域.因此,无人机在复杂环境的轨迹规划问题受到国内外学者的广泛关注[1 ⇓ -3 ].尤其在如煤矿井下等复杂环境中,如何对安全飞行通道以及飞行轨迹进行优化,确保飞行安全性,更具有广泛的研究价值. ...
基于鸽群层级交互的有人/无人机集群一致性控制
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2020
... 无人机具备灵活多变、飞行速度快及检测范围广等特点,正被大规模运用于军事和民用领域.因此,无人机在复杂环境的轨迹规划问题受到国内外学者的广泛关注[1 ⇓ -3 ].尤其在如煤矿井下等复杂环境中,如何对安全飞行通道以及飞行轨迹进行优化,确保飞行安全性,更具有广泛的研究价值. ...
Online RRT and online FMT: Rapid replanning with dynamic cost
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2017
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Path planning for UAV tracking target based on improved A-star algorithm
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2019
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
基于Q学习的无人机三维航迹规划算法
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2012
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
基于Q学习的无人机三维航迹规划算法
1
2012
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Online generation of collision-free trajectories for quadrotor flight in unknown cluttered environments
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2016
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Planning dynamically feasible trajectories for quadrotors using safe flight corridors in 3-D complex environments
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2017
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
... 为验证安全飞行通道生成算法的有效性,在随机生成的三维栅格地图中进行测试,并与现有算法中较为常用且实时性较好的SFC算法[8 ](一种安全飞行通道算法)进行对比,如图6 所示.随机地图及起点、终点的设置与3.1节相同,先采用1.1节中介绍的RRT*算法生成初始离散路径点,在此基础上分别采用本文算法及SFC算法计算凸多面体集合组成的安全飞行通道.其中,最大包围盒设置为距分段路径的间隙为安全距离的2倍,当新加入半平面使得当前平均障碍物间隙减小50%时重新调整该处的法向量方向,该类参数选取可以较好地平衡算法运行时间与安全飞行通道的综合性能. ...
Constrained trajectory generation for UAV systems using a B-spline parametrization
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2017
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Bézier curves-based optimal trajectory design for multirotor UAVs with any-angle pathfinding algorithms
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2021
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Polynomial trajectory planning for aggressive quadrotor flight in dense indoor environments
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2016
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
... 采用文献[11 ]中介绍的闭式求解方法,连续性约束条件可转化为 ...
... 根据文献[11 ]中的实验测试可知,该类闭式求解方法可在轨迹段数大于50时获得稳定的数值解,满足本文轨迹优化的应用场景.将式(14)带入式(10)中,可得: ...
UAV path-planning using bezier curves and a receding horizon approach
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2016
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Aggressive 3-D collision avoidance for high-speed navigation
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2017
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Minimum snap trajectory generation and control for quadrotors
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2011
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Continuous-time trajectory optimization for online UAV replanning
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2016
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
Gradient-based online safe trajectory generation for quadrotor flight in complex environments
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2017
... 无人机巡检轨迹规划一般可分为初始路径规划和轨迹优化两部分.初始路径规划是指针对飞行环境,找到一条从初始位置到目标位置的无碰撞离散路径,常用的方法有随机树搜索[4 ]、A*算法[5 ]、强化学习[6 ]等.由离散路径点生成时域连续轨迹的过程存在碰撞风险,一般在初始路径基础上建立安全飞行通道,通过约束生成轨迹在通道内部以保障安全性.文献[7 ]使用立方体实现安全飞行通道的快速构建,但通道的体积受限,可用于轨迹规划的空闲区域较小.文献[8 ]采用凸多面体表示安全飞行通道,在最大化通道体积和计算效率之间实现了较好的平衡,但得到的通道在路径端点处间隙较小,复杂环境下性能较差.轨迹优化是指在初始路径规划得到的离散路径点基础上,生成一条时域连续的飞行轨迹.常采用的时域连续轨迹表示方式包括B样条[9 ]、Bezier曲线[10 ]、多项式曲线[11 ]等.为使生成的巡检轨迹具备更好的综合性能,一般还需结合无人机的动力学特性对轨迹进行优化.文献[12 ]采用Bezier曲线拟合离散路径点,并对轨迹长度和能量消耗等目标函数进行优化.文献[13 ]在满足动力学可行性和安全性约束的条件下,对最小化轨迹耗时进行了研究.常用于轨迹优化的性能指标还包括轨迹的高阶导数项[14 ]、安全性[15 ]、动力学可行性[16 ]等. ...
... 式中:tk=t0+kTS; TS为时域离散采样间隔;v(tk)为tk时刻无人机的速度矢量;c(Φ(tk))为Φ(tk)处的障碍物间隙惩罚项.针对轨迹中任意一点p,设计如下障碍物间隙惩罚项[16 ]: ...
... 本文采用随机地图、走廊地图及煤矿井下地图3 种环境对轨迹优化算法进行仿真测试,并与同样基于多目标函数进行凸优化的GTOP算法[16 ](一种基于梯度的轨迹优化算法)进行对比.GTOP算法包含平滑项、安全项、动力学项目标函数,对于权重系数、最大速度等公共参数,两种算法选取相同数值.最大速度、加速度等参数根据无人机的动力学性能进行选取,为保障多目标函数中各项均能在迭代求解过程得到优化,需合理选取目标函数对应的权重系数.首先对2.3节中介绍的初始轨迹计算各目标函数未加权时的数值大小,再选取适当的权重系数使得各项加权后的数值相等,实际应用中可根据需求进行适当调整.两种算法均使用本文介绍的RRT*算法得到的离散路径点进行初始化,轨迹优化结果如图7 所示.其中:红色轨迹为本文算法规划结果;蓝色轨迹为GTOP算法规划结果.由图7 可知,在3组实验结果中均可以看出本文算法得出的轨迹更为平缓,而GTOP算法得出的轨迹则整体变化幅度更大. ...
OctoMap: An efficient probabilistic 3D mapping framework based on octrees
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2013
... 环境的地图信息一般可通过激光雷达、深度相机等传感器以三维点云格式获取,通过设置一定的空间分辨率可将点云地图转化为以八叉树数据结构存储的占据栅格地图Octomap[17 ],每个树节点均表示一个空间立方体,可实现对点云地图的压缩,本文采用该类地图进行路径规划.首先,在栅格地图基础上,使用RRT*算法生成初始离散路径点p0, p1, …, pn.每两个相邻路径点依次连接,可得到初始路径P={p0→p1→…→pn},其中pi→pi+1表示起点为pi,终点为pi+1的线段Li,在Li基础上计算局部安全飞行通道Ci,在通道内部可规划得到分段多项式轨迹Φi.无人机轨迹规划得到的分段多项式轨迹如图1 所示. ...
A class of globally convergent optimization methods based on conservative convex separable approximations
0
2002
