本發(fā)明涉及飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，更具體為一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。
背景技術(shù)：
1、作業(yè)型飛行機(jī)器人，又稱空中作業(yè)平臺(tái)或無人飛行器作業(yè)系統(tǒng)，其核心特點(diǎn)在于其結(jié)合了飛行器的機(jī)動(dòng)性與機(jī)械臂或掛載設(shè)備的操作能力。它們通常采用多旋翼、固定翼結(jié)合多旋翼混合動(dòng)力、甚至垂直起降固定翼等設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境的需求。機(jī)身搭載高清攝像頭、雷達(dá)、紅外線傳感器等先進(jìn)探測(cè)設(shè)備，以及高精度的gps定位系統(tǒng)，確保在復(fù)雜環(huán)境中的穩(wěn)定飛行與精準(zhǔn)作業(yè)。
2、作業(yè)型飛行機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行飛行作業(yè)，容易意外發(fā)生配置，合理的路徑規(guī)劃是減少意外發(fā)生的重要手段。因此，需要提供一種新的技術(shù)方案給予解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其解決了作業(yè)型飛行機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行飛行作業(yè)，容易意外發(fā)生配置，合理的路徑規(guī)劃是減少意外發(fā)生的重要手段。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法包括如下步驟：
3、步驟1：確定任務(wù)與環(huán)境，明確飛行機(jī)器人的作業(yè)任務(wù)，如空中拍攝、環(huán)境監(jiān)測(cè)、貨物運(yùn)輸，分析作業(yè)環(huán)境；
4、步驟2：設(shè)備與軟件準(zhǔn)備，準(zhǔn)備一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，用于運(yùn)行路徑規(guī)劃算法，安裝并使用適合的機(jī)器人模擬軟件，以及地圖構(gòu)建和可視化工具；
5、步驟3：環(huán)境建模，利用傳感器數(shù)據(jù)構(gòu)建作業(yè)環(huán)境的數(shù)字模型，在模型中標(biāo)注出障礙物、禁飛區(qū)、目標(biāo)點(diǎn)的關(guān)鍵信息；
6、步驟4：路徑規(guī)劃算法選擇，根據(jù)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜度和任務(wù)需求，選擇合適的路徑規(guī)劃算法；
7、步驟5：算法實(shí)現(xiàn)與集成，根據(jù)所選算法，編寫相應(yīng)的算法代碼，集成算法到機(jī)器人模擬軟件中，確保能夠?qū)崟r(shí)接收環(huán)境信息和機(jī)器人狀態(tài)數(shù)據(jù)；
8、步驟6：運(yùn)行與調(diào)試，在模擬環(huán)境中運(yùn)行算法，觀察飛行機(jī)器人的路徑規(guī)劃效果，根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整算法參數(shù)和策略，優(yōu)化路徑規(guī)劃的效率和安全性，反復(fù)測(cè)試直至飛行機(jī)器人能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確地按照規(guī)劃路徑完成任務(wù)；
9、步驟7：實(shí)地測(cè)試，在實(shí)際作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行飛行測(cè)試，驗(yàn)證路徑規(guī)劃算法的實(shí)用性和可靠性，根據(jù)實(shí)地測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整算法，確保飛行機(jī)器人在各種條件下都能穩(wěn)定作業(yè)；
10、步驟8：數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化，收集并分析飛行機(jī)器人的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對(duì)算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，提高路徑規(guī)劃的效率和準(zhǔn)確性。
11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟4中的路徑規(guī)劃算法采用dijkstra算法、a*算法、rrt算法、mpc算法和遺傳算法中的一種或多種組合。
12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述算法實(shí)現(xiàn)與集成包括設(shè)置算法參數(shù)，根據(jù)作業(yè)環(huán)境的具體情況，設(shè)置算法的初始參數(shù)，如啟發(fā)式函數(shù)、地圖尺寸、障礙物位。
13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟1中的作業(yè)環(huán)境包括包括地形、建筑物、自然障礙物、以及可能的飛行限制區(qū)域。
14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟8中的飛行機(jī)器人的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)包括路徑長度、運(yùn)行時(shí)間、資源消耗。
15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟8中的飛行機(jī)器人自身數(shù)據(jù)的收集包括速度、加速度、轉(zhuǎn)彎半徑。
16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述傳感器數(shù)據(jù)包括傳感器信息包括gps、激光雷達(dá)、攝像頭數(shù)據(jù)。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
18、本發(fā)明根據(jù)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜度和任務(wù)需求，選擇合適的路徑規(guī)劃算法常見算法有dijkstra算法、a*算法、rrt算法、mpc算法和遺傳算法，其中dijkstra算法適用于靜態(tài)環(huán)境下的最短路徑計(jì)算，a*算法適用于帶有障礙物和復(fù)雜環(huán)境的路徑規(guī)劃，rrt算法隨機(jī)搜索算法，適用于非凸的動(dòng)態(tài)環(huán)境，能夠快速生成路徑，mpc算法基于模型預(yù)測(cè)的控制算法，適用于動(dòng)態(tài)環(huán)境下的路徑優(yōu)化，遺傳算法通過模擬自然界遺傳機(jī)制，尋找最優(yōu)路徑，通過多種算法的組合模擬飛行，可以系統(tǒng)地實(shí)施作業(yè)型飛行機(jī)器人的路徑規(guī)劃方法，確保飛行機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中能夠安全、高效地完成任務(wù)。
1.一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟4中的路徑規(guī)劃算法采用dijkstra算法、a*算法、rrt算法、mpc算法和遺傳算法中的一種或多種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述算法實(shí)現(xiàn)與集成包括設(shè)置算法參數(shù)，根據(jù)作業(yè)環(huán)境的具體情況，設(shè)置算法的初始參數(shù)，如啟發(fā)式函數(shù)、地圖尺寸、障礙物位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟1中的作業(yè)環(huán)境包括包括地形、建筑物、自然障礙物、以及可能的飛行限制區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟8中的飛行機(jī)器人的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)包括路徑長度、運(yùn)行時(shí)間、資源消耗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟8中的飛行機(jī)器人自身數(shù)據(jù)的收集包括速度、加速度、轉(zhuǎn)彎半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作業(yè)型飛行機(jī)器人路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述傳感器數(shù)據(jù)包括傳感器信息包括gps、激光雷達(dá)、攝像頭數(shù)據(jù)。