针对现有多旋翼无人机使用人工势场法进行避障的研究中,仅考虑目标点的安全抵达,少有考虑按预设航线飞行的作业需求,通过在人工势场法中赋予航线"线势场",将多旋翼无人机的避障与航线飞行进行结合,使无人机避障之后能重回航线。针对传统势场法中的引力场并不适用于无人机,对引力场进行了改进。解决了引入"线势场"后容易导致无人机陷入局部极小点的问题,通过仿真验证了上述改进的效果。另外回到规划好的航线还可以尽量避免未知障碍物。考虑到传统势场法中的引力场不适用于运动范围广的无人机，因此，对引力场进行了改进。在引入了“线势潮后，发现势场系数的匹配不当会很容易导致无人机陷入局部极小点，本文由张家港倒角机网站采集网络资源整理! http://www.daojiaoji.cc 通过改进斥力场解决了这一问题。1人工势场法改进1．1传统人工势场法人工势场法最早由KhatibO于1985年提出［6～9］，基本思想是在规划空间中建立一个虚拟势场，其中，导致避障失败-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机倒角机多少钱目标点产生引力场，障碍物产生斥力场，引力和斥力对机器人产生一合力，机器人在合力作用下行进。传统人工势场法如图1所示。FrepFrep1Frep2F机器人Fatt障碍物2目标障碍物1图1传统人工势场法引力势函数Uatt(q)=12ξρ2g(q)(1)斥力势函式中q为无人机当前位置点;ρg(q)为q点到目标点距离;ρobs(q)为q点到障碍物表面的最短距离;d为障碍物影响范围;保持其它参数不变，得到的避障轨迹如图6所示。ζ=0.1ζ=1ζ=10XZY图6不同引力下的避障轨迹由图6看出，ξ从0．1分别变化至1，10(即无人机与目标点距离变大10，100倍)时，避障轨迹愈加靠近障碍物。这说明，对于运动范围较广的无人机来说，当在距目标点较远处遇到障碍物时，过大的引力值有可能会使无人机撞上障碍物。因此，传统势场法中变化的引力并不适用于无人机，将引力改为定值较好。2．4引入线势场后的问题和分析传统人工势场法的固有缺陷之一是存在局部极小点，如图7(a)所示。但一般情况下机器人陷入该点的几率并不高。然而，引入“线势潮后，无人机遇到障碍物时将会更容易陷入局部极小点，如图7(b)所示。斥力引力障碍物目标XYZ(a)%传统人工势场的局部极小点斥力目标引力X障碍物目标YZ(b)%引入线势场后的局部极小点航线线引力图7引入线势场前后的局部极小点无人机陷入局部极小点将停止前进，导致避障失败。对于引入线势场后的局部极小点，虽然可以通过调整势场系数使无人机逃离，但将导致获得的避障轨迹不理想。陷入图7(b)所示局部极小点的原因，是由于斥力和线引力的合力与目标引力平衡，导致无人机无法在目标引力作用下前进。所以，若使斥力始终垂直于航线方向，目标引力便不会被平衡，无人机便可以在其作用下不断前进，不会陷入局部极小点，直至到达目标。2．5改进斥力场仿真验证保持其它条件相同，分别使用改进斥力场和传统斥力场进行避障仿真，结果如图8所示。轨迹1轨迹2(a)%原始仿真轨迹XYZ-0.7500.751.502.25Y位移/m-10.0-5.0-2.3905.010.015.0X位移/m轨迹轨迹斜率(b)%重绘的轨迹1及其斜率2导致避障失败-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机倒角机多少钱本文由张家港倒角机网站采集网络资源整理! http://www.daojiaoji.cc
- [2019-08-02]控制爆破施工技术-数控滚圆机电
- [2019-08-02]切丝机中的应用研究-数控滚圆机
- [2019-07-26]防腐关键技术研究-数控滚圆机滚
- [2019-07-26]钢混结构中的应用研究-数控滚圆
- [2019-07-21]工具的新型发射器-数控滚圆机滚
- [2019-07-21]墩墩帽施工新技术-数控滚圆机弯
- [2019-07-16]适应选频网络的设计-电动折弯机
- [2019-07-16]低通滤波器的设计-数控滚圆机滚
- [2019-07-11]移相器的可重构天线-数控滚圆机
- [2019-07-11]算法的CPML实现-数控滚圆机弯管
