多旋翼无人机避障航迹规划算法

来源：农业工程学报杂志2020年第23期北京时间：

作者：郑滋,杨圣慧,郑永军,刘星星,陈建,苏道毕力格,

摘要：多旋翼无人机的自主避障能力是安全作业的重要保证。该研究针对多旋翼无人机自主避障问题，提出了一种改进的双向RRT快速随机树航迹规划算法，结合最小化位移四阶导数的动力学优化方法，生成更符合多旋翼无人机动力学性能的避障航迹，解决避障过程中重复搜索、航迹曲率波动性大等问题，实现平稳避障；提出了以随机采样算法规划难度（用时）为核心的场景复杂度评价方法，在不同复杂度场景下进行了仿真试验。结果表明：与改进前相比，避障航迹再规划迭代次数减少23.69%；有效避障航迹规划用时不高于0.33 s、平均避障速度不低于1.16 m/s、避障航迹延长率最多达20.82%。所提出的避障航迹规划方法，提升了避障航迹的规划效率与效果，可为多旋翼无人机自主作业过程中的避障航迹规划提供参考。

关键词：无人机, 优化, 航迹规划, 避障, 路径配置, RRT-Connect, 动力学优化