[发明专利]一种基于瞬时碰撞点的无人机非协作式实时避障方法

权利要求书

1.一种基于瞬时碰撞点的无人机非协作式实时避障方法，其特征在于，步骤为：

(1)障碍探测：获取障碍的相对运动状态；

(2)障碍运动估计：基于卫星导航信息获取本机状态信息，计算出惯性空间障碍的运动状态；

(3)碰撞冲突检测：判断是否会与障碍发生碰撞；

(4)避障决策：基于步骤(3)的检测结果，做出避障决策；

(5)基于考虑瞬时碰撞点的快速扩展随机树算法的避障航线重规划：基于瞬时碰撞点，引入航线评价启发信息，实现避障航线重规划。

2.根据权利要求1所述的基于瞬时碰撞点的无人机非协作式实时避障方法，其特征在于，所述步骤(5)的具体步骤为：

(5.1)：以当前无人机的位置作为初始节点Node_init，初始化搜索树结构，只包含一个节点；根据预测碰撞算法，得到预测碰撞时间T_collision，以瞬时碰撞点为圆心，以无人机安全距离R_Safe为半径，形成预测碰撞区域Region_collision，将当前本机位置、预测碰撞点和障碍位置形成的三角形区域，称为航线规避区Region_avoid；

(5.2)基于基本RRT流程，按照以下步骤扩展搜索树：

(5.2.1)产生随机数P∈[0,1]，如果P<P_G则选择Node_goal作为目标点Node_target，否则在未搜索区域范围内产生一个位于障碍区域外产生随机点Node_rand；若随机点Node_rand未落入预测碰撞区和航线规避区，则选取Node_rand作为目标点Node_target，否则继续生成随机点Node_rand；分别落入了航线规避区Region_avoid和预测碰撞区域Region_collision，则将这两个随机点排除，选择作为目标点Node_target；

(5.2.2)在当前生成树T中，查询与Node_target最近的节点，记为Node_near，根据飞机行进步长，计算得到行进节点Node_temp，并判断与Node_near的运动时间t是否落入预测碰撞时间T_collision内；如果t在T_collision内，则继续判断Node_temp是否落入航线规避区Region_avoid和预测碰撞区域Region_collision，如果没有，则转入(5.2.3)，否则舍弃随机点Node_temp并转入(5.2.1)；

(5.2.3)将扩展节点Node_temp记为Node_new，并加入搜索树T中，作为Node_near的子节点；

(5.2.4)如果||Node_new-Node_goal||≤ε，则搜索到目标点，跳到步骤(5.3)；否则更新计算 航线规避区Region_avoid和预测碰撞区域Region_collision以及碰撞时间T_collision，并返回步骤(5.2)；

(5.2.5)如果搜索时间超过搜索时间上限T_max，则强制结束扩展，跳到步骤(5.3)；

(5.3)返回形成的扩展搜索树，获得Node_init从到Node_goal的航线；如果是强制结束，则返回从Node_init到距离Node_goal最近的叶节点的航线。