申请/专利权人：湖南大学

申请日：2024-01-03

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117826859A

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种面向复杂未知环境的无人机吊运系统运动规划方法及系统，包括：步骤S1：构建无人机吊运系统动力学模型；步骤S2：根据动力学模型，推导无人机吊运系统微分平坦输出；步骤S3：基于动力学模型以及微分平坦输出，提出自适应启发搜索的机器人动力学约束下的路径规划算法；步骤S4：利用多项式进行轨迹描述，根据系统的能量消耗和运行时间构造优化函数；步骤S5：依据负载和无人机耦合特性，构建动力学、安全性约束、绳长等约束；步骤S6：通过对优化函数进行求解，获得安全可行的负载轨迹，实现在复杂未知环境下的运动规划。该方法，保障无人机吊运系统在运输物体时实时运动规划，具有算法结构简单、自主性强等优点。

主权项：1.一种面向复杂未知环境的无人机吊运系统运动规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：构建无人机吊运系统动力学模型；步骤S2：根据动力学模型，推导无人机吊运系统微分平坦输出空间；步骤S3：基于动力学模型以及无人机吊运系统微分平坦输出，采用混合A*算法，构造自适应启发搜索的机器人动力学约束下的路径规划算法；步骤S4：利用无人机吊运系统微分平坦性质，规划无人机吊运系统微分平坦输出空间中的负载状态后，再根据无人机吊运系统的能量消耗和运行时间，构造用负载状态表示的负载轨迹的优化函数；步骤S5：获取多约束条件；根据起点和期望的终点，设置起点与终点约束；基于无人机吊运系统动力学模型，依据负载和无人机耦合特性，设计动力学与绳长约束；利用步骤S3的路径规划算法得到的可行路径，提取无人机吊运系统所在环境中的安全空间，构建安全性约束；步骤S6：在多约束下，对优化函数进行求解，获得安全可行的负载轨迹，提供给非线性负载轨迹跟踪控制器，实现无人机吊运系统在未知复杂环境下的自主运动规划。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖南大学 面向复杂未知环境的无人机吊运系统运动规划方法及系统

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