一种无人机曲率连续可调路径规划方法

摘要

本发明公开了一种无人机曲率连续可调路径规划方法，包括以下步骤：第一步，路径曲率连续化，利用参数化的Catmull‑Rom曲线连接各路标点，通过优化插值方法保证连结点处曲率连续；第二步，计算路径曲线各点曲率值，查找并标注曲率值超过规定阈值的曲线起点Pointstart、终点Pointgoal；第三步，采用最小曲率圆转移法，利用曲率值单调变化的Bezier曲线连接Pointstart、Pointgoal。与现有技术相比，提出了一种经过所有路标点的平滑路径规划方法，采用参数化的Catmull‑Rom曲线，确保路径经过所有路标点；通过优化插值算法，保证路径各点曲率连续；利用曲率单调平滑连接算法，控制路径曲率极值范围，使路径在满足无人机运动学条件前提下，具有精确性和可行性。

主权项

一种无人机曲率连续可调路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：初始化无人机任务地图，标注各任务点的地理坐标，设定无人机的最小转弯半径；步骤2：设定分段Catmull‑Rom曲线的形状参数分别为1、0；采用几何算法连接各任务点，得到规划路径；曲率间断点只存在于分段Catmull‑Rom曲线的连接点处，计算各连接点是否满足曲率连续条件，得到曲率间断点Node[i],i＝1、2、3...i；步骤3：标注曲率间断点Node[i],i＝1、2、3...i，在原任务点分布情况下，插入新的路标点或者移动关键路标点，完成所有连接点的曲率连续化，以达到路径曲率连续，得到新路径；步骤4：计算步骤3中得到的新路径曲线曲率值，记录曲率值超过最大曲率限制的曲率线段OverCur[j],计算对应路径曲线起始点为Point_sThod[j]、Point_fThod[j]；步骤5：采用最小曲率圆过渡方法，利用曲率单调变化的Bezier曲线连接各曲率线段OverCur[j]的起始点与终点，完成曲率路径曲线重规划。