北京理工大学长三角研究院(嘉兴);北京理工大学杨宇获国家专利权
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龙图腾网获悉北京理工大学长三角研究院(嘉兴);北京理工大学申请的专利一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119847203B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510032759.6,技术领域涉及:G05D1/495;该发明授权一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法及系统是由杨宇;刘畅;王俊豪;扶磊;王贻海设计研发完成,并于2025-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法及系统,属于旋翼无人机规划控制技术领域,方法包括:进行局部路径搜索,生成路径轨迹;对生成的路径轨迹进行参数化;根据探测信息构建无人机安全飞行通道;构建模型预测控制器,追踪路径,并对控制器求解,生成无人机最优控制动作;基于四旋翼的微分平坦度特性生成所需的角速度和推力期望,实现无人机在未知动态环境下的自主飞行。本发明采用上述方法及系统,满足无人机在复杂且多变环境下的自主飞行需求。
本发明授权一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种动态未知环境下的无人机自主飞行方法,其特征在于,步骤包括: S1、实时获取无人机探测信息,采用基于图搜索的算法进行局部路径搜索,生成路径轨迹; S2、对生成的路径轨迹进行参数化; S3、根据探测信息构建无人机安全飞行通道; S4、构建模型预测控制器,跟踪参数化后的路径轨迹,同时将无人机保持在安全飞行通道表示的安全自由空间中,并对控制器求解,生成无人机最优控制动作; S5、基于四旋翼的微分平坦度特性将最优控制动作转换为角速度,计算无人机推力,无人机根据角速度参考和推力参考进行追踪,实现无人机在未知动态环境下的自主飞行,具体包括: S51、基于四旋翼的微分平坦度特性将最优控制动作u转换为角速度参考,表示式为: 其中,表示重力加速度的恒定值,与分别表示四旋翼无人机在世界坐标系中的期望偏航角和实际测得的偏航角,而则是无人机在其本体坐标系中期望的俯仰角速度、横滚角速度和偏航角速度,加速度j表示世界坐标系中最优控制动作,表示机体系z轴方向、表示中间系、表示机体系y轴、表示中间系参数; S52、计算无人机推力,其公式为: ; 其中,表示推力,表示油门推力系数; S53、无人机根据角速度参考和推力参考进行追踪,实现无人机在未知动态环境下的自主飞行。
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