申请/专利权人：广东工业大学

申请日：2020-10-15

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN112327939B

主分类号：G05D1/695

分类号：G05D1/695;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2021.02.26#实质审查的生效;2021.02.05#公开

摘要：本发明公开了一种城市街区环境下高层消防多无人机协同路径规划方法，所述方法首先利用栅格法构建城市街区的三维环境模型，并对所述三维环境模型进行筛选，得到可飞行区域；使用三维A*算法搜索筛选可飞行区域，规划出全局参考路径；再利用高层消防无人机搭载的传感器实时采集环境信息并实时更新三维环境模型，通过粒子群优化算法进行在线局部路径规划，确定当前路径上是否出现未知障碍物，并判断高层消防无人机是否需要动态避障。另外，通过设置最小安全距离，实现多架高层消防无人机的协同飞行。本方法实现了高层消防无人机利用混合算法进行协同路径规划与自主飞行，路径规划合理，响应速度快，在飞行途中灵活避障，具有更高的安全性。

主权项：1.一种城市街区环境下高层消防多无人机协同路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：利用栅格法构建城市街区的三维环境模型，在所述三维环境模型中，设高层消防无人机的三维坐标为Dx,y,z，姿态信息为Dθ,ψ，其中θ为高层消防无人机的俯仰角，ψ为高层消防无人机的航向角；S2：对所述三维环境模型进行筛选，得到包含高层消防无人机起点和终点的可飞行区域；S3：设置高层消防无人机之间的最小安全距离，记为dsafe，使任意两架高层消防无人机间的距离dij满足dij＞2*dsafe；S4：基于三维A*算法进行全局参考路径规划，用于寻找起点与终点之间的全局参考路径；具体步骤为：S4.1：利用三维A*算法进行节点搜索，设定搜索方向；S4.2：在所述节点搜索过程中，利用高层消防无人机的飞行限制条件对节点进行筛选；S4.3：使用评估函数对S4.2中筛选后的节点进行加权评估，将代价最小的节点进行保存并视为下一次搜索的目标点；所述评估函数为：fn＝gn+hn+ωHHn，其中，fn为当前节点的总代价，gn为搜索时起点到当前节点的欧几里德距离，hn为当前节点到目标点的欧几里德距离，ωH为高度权重系数，Hn为当前节点的上一节点与当前节点的高度差；S4.4：当S4.3中hn＜＜gn时，得到最优解，保存的节点构成高层消防无人机飞行完整的全局参考路径；S5：在全局参考路径的基础上，基于粒子群优化算法做出局部路径动态规划，得到全局最优路径；S6：高层消防无人机依据全局最优路径完成飞行，抵达终点。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广东工业大学 一种城市街区环境下高层消防多无人机协同路径规划方法

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