复杂动态环境下无人飞行器动态避障近似最优轨迹规划

作     者：郭行 符文星 付斌 陈康 闫杰 GUO Hang;FU Wen-xing;FU Bin;CHEN Kang;YAN Jie

作者机构：西北工业大学航天学院西安710072 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2019年第40卷第2期

页      面：182-190页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61503302) 

主　　题：无人飞行器 动态避障 优化模型预测静态规划 松弛变量 近似最优轨迹 

摘      要：针对复杂动态环境下无人飞行器的动态障碍规避问题,基于合理假设建立了无人飞行器和动态障碍的运动学模型,并综合考虑无人飞行器飞行过程中的终端约束、控制输入约束、安全避障约束等,以能量最少为性能指标构建动态避障问题数学描述。之后,针对终端约束和控制输入约束,依据优化模型预测静态规划算法(OMPSP)生成初始轨迹;针对动态避障问题的不等式约束,引入松弛变量并结合滑模变结构控制方法设计松弛变量动力学,实现对一个、多个或同时多个动态障碍的安全规避;最后,依据有限时间微分动态规划(RHDDP)算法进行轨迹优化,获得满足上述各种约束并能规避动态障碍的近似最优轨迹。