微小型无人直升机避障最优轨迹规划

摘要：

针对无人直升机在低空复杂环境下避障飞行问题,提出了一种基于非线性最优控制理论的求解策略.以避障机动飞行时间为优化目标,无人直升机六自由度非线性动力学方程为等式约束,直升机飞行性能限制以及三维空间中障碍物限制等因素为不等式约束,建立了避障机动飞行的最优控制模型.然后利用高斯伪谱法(GPM,Gauss Pseudospectral Method)将轨迹规划问题转化为非线性规划(NLP,Non-Linear Programming)问题,并采用序列二次规划算法进行求解.在此基础上研究了障碍物尺寸对最优轨迹的影响.计算结果表明,该方法能够以较高的精度生成真实可行的避障飞行轨迹,最优机动动作取决于障碍物纵横向尺寸比.

关键词：避障、轨迹规划、高斯伪谱法、非线性最优控制

所属期刊栏目：40

分类号：V212.4(基础理论及试验)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）2011CB707002

在线出版日期：2017-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：246-251