陈鹏震 陈 洋

(武汉科技大学信息科学与工程学院 武汉 430081)



基于动态运动基元的微小型四旋翼无人机路径规划①

陈鹏震②陈 洋③

(武汉科技大学信息科学与工程学院 武汉 430081)

针对微小型四旋翼无人机的路径规划问题，引入运动学习框架，提出了一种基于动态运动基元的路径规划方法。该方法通过对给定运动样本的学习提取出运动基元，并将学习结果推广到新的飞行目标，从而泛化出相应的运动轨迹。有障碍物的情况下，在已有学习基础上通过设计耦合因子规划出避障路径，然后将规划的轨迹点集提供给微小型四旋翼无人机完成路径跟踪飞行任务。该路径规划方法的可行性通过微小型四旋翼无人机不同目标点的飞行任务仿真得到了验证。仿真实验还验证了该方法在三维空间进行有效避障的性能。

微小型四旋翼， 无人机(UAV)， 动态运动基元(DMPs)， 路径规划， 避障

0 引 言

近年来，微小型四旋翼无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)以其简单的机械结构和独特的飞行方式引起了无人机研究领域的广泛关注[1]。四旋翼无人机是一种非共轴多旋翼式飞行器，它通过调节对称分布的四个旋翼的转速，实现对飞行姿态的控制。与常规直升机相比，其四个旋翼提供的升力比单旋翼更均匀，因而飞行更加平稳且机动性更强。微小型四旋翼无人机体积小、隐蔽性好、飞行平稳，特别适用于完成近地面环境的航拍、侦查、监视等任务，在民用和军事领域均具有广泛的应用[2]。

目前国内外很多研究机构和高校对于微小型四旋翼无人机的控制与导航进行了相关研究。……