[发明专利]一种基于凸点平移的无人机动态避障方法、系统、设备及介质

权利要求书

1.一种基于凸点平移的无人机动态避障方法，其特征在于，包括如下步骤：

对于已知障碍物的坐标边界点，去除凹点，得到去除凹点后的凸多边形障碍区域，将凸多边形障碍区域向外进行膨胀，得到无人机的危险飞行区域；其中，膨胀距离为无人机与障碍区域保持的安全距离d；

根据无人机当前位置的横纵坐标以及下一航点的横纵坐标，判断无人机在当前位置沿直线飞行到下一航点的预期航行路线是否与危险飞行区域的边界存在交点；若无交点、有一个交点或者与危险飞行区域的边界中的一条边重合，则无人机按照预期航行路线飞行；若存在两个交点，则生成新的航行路线；

生成新的航行路线时，先判断危险飞行区域的几何中心与预期航行路线的位置关系，若危险飞行区域的几何中心位于预期航行线路的一侧，则选择与几何中心不在同一侧的危险飞行区域为绕行区域，并将绕行区域的顶点作为中间路径点依序插入预期航行路线中，形成新的航行路线；若预期航行线路穿过危险飞行区域的几何中心，则选择位于预期航行线路一侧且边界长度更短的危险飞行区域为绕行区域，并将绕行区域的顶点作为中间路径点依序插入预期航行路线中，形成新的航行路线。

2.如权利要求1所述的一种基于凸点平移的无人机动态避障方法，其特征在于，还包括：

判断新的航行路线中各路径点的角度是否大于无人机的最小转弯角度，若大于，则无人机按照新的航行路线飞行；若不大于，则将该路径点沿预期航行路线方向前后平移，平移距离大于L/2，L为固定翼无人机在改变飞行姿态前必须直飞的最短距离，得到两个平移路径点，并将两个平移路径点依序插入当前航行线路中，形成更新后的航行路线，无人机按照更新后的航行路线飞行。

3.如权利要求1所述的一种基于凸点平移的无人机动态避障方法，其特征在于：将凸多边形障碍区域向外进行膨胀，得到无人机的危险飞行区域的具体方法为：

根据凸多边形障碍区域的每个顶点的坐标点，得到坐标点中的X最大值、X最小值、Y最大值和Y最小值，并根据X最大值、X最小值、Y最大值和Y最小值组成矩形区域；

计算矩形区域的几何中心点的坐标；

以矩形区域的几何中心点为准，将矩形区域的四个顶点向外侧移位，得到四个位移点，移位的距离为无人机与障碍区域保持的安全距离d；

将四个位移点依序首尾连接成矩形，得到无人机的危险飞行区域。

4.如权利要求1所述的一种基于凸点平移的无人机动态避障方法，其特征在于：将凸多边形障碍区域向外膨胀，得到无人机的危险飞行区域的具体方法为：

根据凸多边形障碍区域的每个顶点的坐标点，计算凸多边形障碍区域的几何中心点的坐标；

以凸多边形障碍区域的几何中心点为准，将凸多边形障碍区域的每个顶点向外侧移位，得到多个移位点，移位的距离为无人机与障碍区域保持的安全距离d；

将多个移位点依序首尾连接成凸多边形，得到无人机的危险飞行区域。

5.如权利要求1所述的一种基于凸点平移的无人机动态避障方法，其特征在于：在将中间路径点插入预期航行路线并形成新的航行路线时，是依次将当前位置、中间路径点、下一航点依次连接并圆滑处理，形成新的航行路线；

其中，中间路径点是沿绕行区域的边界从当前位置到下一航点的方向依次插入预期航行路线。