微小型无人直升机避障最优轨迹规划

作     者：孟少华 向锦武 罗漳平 任毅如 Meng Shaohua;Xiang Jinwu;Luo Zhangping;Ren Yiru

作者机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2014年第40卷第2期

页      面：246-251页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家973计划资助项目(2011CB707002) 

主　　题：避障 轨迹规划 高斯伪谱法 非线性最优控制 

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.