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公开(公告)号：CN108897312B
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN201810453623.2
申请日：2018-05-14
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 多无人飞行器对大规模环境的持续监控路径规划方法，本发明通过科学地规划飞行器的监控路径，实现环境覆盖效率的最大化。对于大规模环境，既要保证对整个环境覆盖的完整性，又要在监控过程中采集到尽可能精确可靠的信息，直接进行最优覆盖路径的计算是十分困难的。该方法基于分块优化思想，首先，将整体环境划分成若干小面积子区域，在每一个子区域中计算出覆盖该区域的最优路径，通过设定特定的约束，各个子区域内的路径可以最终连接成一条整体路径，即飞行器最终对整个环境的监控路径。除了覆盖效果，本方法也考虑飞行消耗的能量、时间等因素，力求规划出适于飞行器跟踪的高效监控路径。本发明方法经过仿真和实验验证有效可行。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108319281A
公开(公告)日：2018-07-24
申请号：CN201810013743.0
申请日：2018-01-08
Applicant: 南开大学
CPC classification number: G05D1/0808 , G05D1/101
Abstract: 一种基于时间最优的旋翼飞行器吊运系统运动规划方法，能够得到时间最优的飞行器定位与负载消摆轨迹，属于非线性欠驱动机电系统自动控制领域。首先建立完整的系统动力学模型，随后将系统表达为以加加速度为输入的非线性仿射形式。在离散化和近似化处理之后，可以将原本的时间最优运动规划问题转化为标准的非线性规划问题，这一过程中考虑负载摆动、飞行器速度、加速度、加加速度等各种约束。最后，利用序列二次规划方法即可对该问题进行求解。本发明在处理中无需线性化操作，保留了系统原本的属性，且可以加入对系统状态轨迹和输入量的约束；此外，该方法将飞行器加速度设为输入，从而得到加速度连续的轨迹，以免电机振动而影响其使用寿命。
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公开(公告)号：CN108319281B
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN201810013743.0
申请日：2018-01-08
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于时间最优的旋翼飞行器吊运系统运动规划方法，能够得到时间最优的飞行器定位与负载消摆轨迹，属于非线性欠驱动机电系统自动控制领域。首先建立完整的系统动力学模型，随后将系统表达为以加加速度为输入的非线性仿射形式。在离散化和近似化处理之后，可以将原本的时间最优运动规划问题转化为标准的非线性规划问题，这一过程中考虑负载摆动、飞行器速度、加速度、加加速度等各种约束。最后，利用序列二次规划方法即可对该问题进行求解。本发明在处理中无需线性化操作，保留了系统原本的属性，且可以加入对系统状态轨迹和输入量的约束；此外，该方法将飞行器加速度设为输入，从而得到加速度连续的轨迹，以免电机振动而影响其使用寿命。
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公开(公告)号：CN108897312A
公开(公告)日：2018-11-27
申请号：CN201810453623.2
申请日：2018-05-14
Applicant: 南开大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 多无人飞行器对大规模环境的持续监控路径规划方法，本发明通过科学地规划飞行器的监控路径，实现环境覆盖效率的最大化。对于大规模环境，既要保证对整个环境覆盖的完整性，又要在监控过程中采集到尽可能精确可靠的信息，直接进行最优覆盖路径的计算是十分困难的。该方法基于分块优化思想，首先，将整体环境划分成若干小面积子区域，在每一个子区域中计算出覆盖该区域的最优路径，通过设定特定的约束，各个子区域内的路径可以最终连接成一条整体路径，即飞行器最终对整个环境的监控路径。除了覆盖效果，本方法也考虑飞行消耗的能量、时间等因素，力求规划出适于飞行器跟踪的高效监控路径。本发明方法经过仿真和实验验证有效可行。
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公开(公告)号：CN108445898B
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN201810453516.X
申请日：2018-05-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于微分平坦特性的四旋翼无人飞行器系统运动规划方法。本发明针对旋翼飞行器系统提出了一种新颖的运动规划方法，能够得到起始点与目标点之间路径最短的飞行器轨迹，提出了更加契合实际复杂环境的“曲线隧道”概念，并对预设中间点的时间分配进行了优化。首先建立完整的系统运动学及动力学模型，证明其微分平坦特性，将系统输入与状态用平坦输出及其导数表示。随后考虑飞行器位置、速度、加速度、轨迹连续性等约束对平坦输出进行规划，将问题转化为标准的非线性规划问题。最后，还引入中间点时刻作为新的优化参数进行优化，得到了时间分配最优下的四旋翼飞行轨迹。本发明不需线性化操作，得到加速度连续的轨迹，防止了电机受损。
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公开(公告)号：CN108445898A
公开(公告)日：2018-08-24
申请号：CN201810453516.X
申请日：2018-05-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种基于微分平坦特性的四旋翼无人飞行器系统运动规划方法。本发明针对旋翼飞行器系统提出了一种新颖的运动规划方法，能够得到起始点与目标点之间路径最短的飞行器轨迹，提出了更加契合实际复杂环境的“曲线隧道”概念，并对预设中间点的时间分配进行了优化。首先建立完整的系统运动学及动力学模型，证明其微分平坦特性，将系统输入与状态用平坦输出及其导数表示。随后考虑飞行器位置、速度、加速度、轨迹连续性等约束对平坦输出进行规划，将问题转化为标准的非线性规划问题。最后，还引入中间点时刻作为新的优化参数进行优化，得到了时间分配最优下的四旋翼飞行轨迹。本发明不需线性化操作，得到加速度连续的轨迹，防止了电机受损。
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