辽宁工业大学刘艳军获国家专利权
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龙图腾网获悉辽宁工业大学申请的专利一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法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:CN120722915B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17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:202510758357.4,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法是由刘艳军;赵雅馨;李大鹏;全权;于登秀;刘磊;王昊设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法,包括以下步骤:构建基于角度的无人机定位模型,通过两个观察点辅助无人机对目标及障碍物进行精准定位;结合无人机角度定位模型,构造局部避障方法,并获取无人机的运动学模型和角度误差;设计满足预定精度的无人机控制器,利用障碍李雅普诺夫函数将预定精度问题转换为约束问题。本发明利用基于角度的定位模型,将无人机与目标和障碍物之间的距离约束转化为角度约束,降低了对无人机感知能力的要求,同时结合模型设计了一种避障辅助系统,使无人机在不影响系统收敛精度的情况下完成避障。
本发明授权一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于角度定位的无人机预定精度设计与避障控制方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤1,构建基于角度的无人机定位模型,通过两个观察点辅助无人机对目标及障碍物进行精准定位; 步骤2,结合步骤1构建的无人机角度定位模型,构造局部避障方法,并获取无人机的运动学模型和角度误差;构造局部避障方法的步骤包括: 步骤2.1,无人机首先需要判断是否需要躲避障碍物,使用表示无人机是否需要避障: 4其中,用以判断无人机是否完成避障,用以判断无人机是否需要避障; ,,表示障碍物中心与无人机的角度,表示障碍物安全边缘与无人机的角度; 步骤2.2,当需要避障时还需要考虑避障方向,使用表示无人机选择顺时针或逆时针避开障碍物: 5其中时选择逆时针避开障碍物,其他情况下选择顺时针避障; 步骤2.3,最后需要判断无人机是否完成避障,选择角度判断无人机是否完成避障,当时,代表无人机已完美避开障碍物,然后更换下一个障碍物继续进行判定; 步骤2.4,结合上述步骤,辅助避障系统为: 6其中,为一个正常数,为避障辅助系统,是的一阶导数;并且满足,用于判断是否需要避障以及避障的方向,其定义如下: 7用于避障效果的调整,其定义如下: 8其中,为一个正常数; 无人机的动力学模型和角度误差如下: 无人机的运动学模型如下: 9其中,、表示和的一阶导数;和分别是无人机相对于两个观察点的角速度; 在无人机靠近目标的过程中,和分别与和的差值将小于或等于预先设定的精度,同时考虑无人机行进过程中的避障问题,无人机的角度误差和定义如下: 10步骤3,设计满足预定精度的无人机控制器,利用李雅普诺夫障碍函数将预定精度问题转换为约束问题; 设计满足预定精度的无人机控制器,包括如下步骤: 步骤3.1,对式求导后得: 11步骤3.2,定义时变非对称障碍型李雅普诺夫函数: 12其中,分别表示为预定精度;,用来判断选择上约束界或下约束界,其定义如下: 13步骤3.3,对式求导得: 14步骤3.4,无人机相对于两个观察点的控制器和设计为: 15其中为设定的正常数。
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