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专利号: 2020113856218
申请人: 天津基点科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SDF地图的无人机三维路径快速规划方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤一,建立待扩展列表和已扩展列表,将起始点加入待扩展列表中;

步骤二,判断待扩展列表是否为空,若是则结束,若否则进入步骤三;

步骤三,取出待扩展列表中评估函数f值最小的点p,判断p点是否为目标点,若是则结束,若否则进入步骤四;

步骤四,以欧几里得符号距离场体素大小的单倍步长,判断点p与其父节点之间的路径是否存在碰撞,若否则将当前起始点设置为点p的父节点,并将点p设置为新的起始点,进入快速探索;若是则需判断点p的父节点集合是否为空,若是则将点p加入已扩展列表并跳到步骤二,若否则以父节点集合中剩余的父节点中评估函数f值最小的父节点为路径碰撞检测的参考点,再次进入步骤四;

快速探索的具体步骤为:

步骤A,将点p拷贝一份命名为p2;

步骤B,以欧几里得符号距离场体素大小的n倍步长对p2的全部邻居节点进行快速探索找出p2的f值最小的邻居节点,以欧几里得符号距离场体素大小的单倍步长,判断该邻居节点与p2之间的路径是否存在碰撞,若是则进入步骤五,若否则进入步骤C;

步骤C,判断该邻居节点是否在已扩展集合中,若是则进入步骤D,若否则将其加入待扩展列表并进入步骤G;

步骤D,判断该邻居节点的其他父节点是否全碰撞,若是则进入步骤E,若否则进入步骤F;

步骤E,将p2加入该邻居节点的父节点集合当中,重新计算该邻居节点的f值,并将该邻居节点加入待扩展列表中,进入步骤F;

步骤F,判断该邻居节点当前计算的g值是否小于其原有g值,若是则将该邻居节点的g值和f值更新为当前计算的g值和f值,并将其父节点更新为p2,之后进入步骤G,若否则直接进入步骤G;

步骤G,将该邻居节点作为新的p2,进入步骤B;

步骤五,以欧几里得符号距离场体素大小的n倍步长对当前起始点的全部未扩展的邻居节点进行扩展,n∈[2,10],n为整数,对当前起始点周围未扩展的邻居节点进行碰撞检测,将未碰撞的邻居节点加入待扩展列表,之后跳到步骤二;

碰撞检测的具体方法为:判断当前起始点的未扩展邻居节点集合是否为空,若是则直接跳到步骤二,若否则取出一个未扩展邻居节点并对其进行碰撞检测,若通过检测则将其加入待扩展集合后重新判断未扩展邻居节点集合是否为空,若未通过碰撞检测则直接重新判断未扩展邻居节点集合是否为空。

2.根据权利要求1所述的基于SDF地图的无人机三维路径快速规划方法,其特征在于,步骤五中的n=4。

3.根据权利要求1‑2中任意一项所述的基于SDF地图的无人机三维路径快速规划方法,其特征在于,评估函数f=g+lambda*h,其中,g为从起始点开始到当前节点的实际代价,h为当前节点到目标点的启发值,lambda为权重系数,步骤三中lambda=20,快速探索的步骤B中lambda=1,快速探索的步骤E中lambda=20。

4.根据权利要求3所述的基于SDF地图的无人机三维路径快速规划方法,其特征在于,g=g_value+distance1,其中g_value为当前节点的父节点的g值,distance1为当前节点的父节点到当前节点的欧几里得距离,h=1.0001*distance2,distance2为当前节点到终点的欧几里得距离。