申请/专利权人：北京机电工程研究所;南京航空航天大学

申请日：2021-11-12

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN114237302B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于滚动时域的三维实时RRT*航路规划方法，属于飞行器任务规划技术领域。本发明针对RRT*算法随机采样优化效率低且无效随机点会成倍增加扫描时间，此外依据在线规划算法要求飞行器尽可能远离障碍物的特点，提出利用人工势场的方向作为影响因子引导RRT*节点生长，并采用有偏随机样本增加随机点的利用率，基于滚动时域实时优化且更新当前位置，最后用节点去除法减少非必要的扫描过程，以实现在线三维航路规划。

主权项：1.一种基于滚动时域的三维实时RRT*航路规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，初始化当前起始点、目标点和RRT*参数；步骤2，选取起始点与目标点连线上固定距离的点作为偏置点，在偏置点附近进行采样，得到若干个随机点，基于偏置点在局部区域内生成偏差样本表示为： Rbx2+Rby2+γ×Rbz2≤a2 其中，a为随机样本的半径，γ为y轴比例因子，σ为方差，x,y,z分别为随机数，[RbxRbyRbz]T为从均值为零的高斯分布中获得随机值的变化范围，下标Nx，Ny，Nz表示随机点坐标，下标bia表示偏置点；步骤3，确定距离随机点最近的节点，基于该节点利用人工势场法引导其生成新节点，新点Znew除受随机方向和采样步长决定以外，还受到引力与斥力的影响，表达式如下： 式中，Force是飞行器收到的引力与斥力的合力，ε、φ分别表示随机分量因子和势场分量因子，τ＝θπ表示新点受影响的程度与θ有关；步骤4，连接新节点与该距离随机点最近的节点，对连线进行碰撞检测，判断各连线是否满足障碍物约束，若判断为是则重新布线更新树，否则返回步骤2；步骤5，滚动时域内选择距离目标点最近点作为端点，基于该端点回溯寻找到当前轨迹并确定飞行器下一时刻位置节点，以更新飞行器当前位置；步骤6，删除树结构中飞行器过去位置节点以及连接在过去位置节点的树枝，即消除连接到前一航路点节点的节点集；步骤7，判断下一时刻位置节点与目标点是否可以直接连接，如若满足则航路规划结束，若不满足则返回步骤2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京机电工程研究所;南京航空航天大学 一种基于滚动时域的三维实时RRT*航路规划方法

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