本申請涉及導航，具體而言，涉及一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、避障是指在無人機集群執(zhí)行任務(wù)時，根據(jù)環(huán)境中的障礙物信息，動態(tài)調(diào)整個體無人機的運動狀態(tài)，以確保在盡可能保持自身構(gòu)型的前提下，快速穿越并安全避開障礙物。避障的關(guān)鍵目標是保持與障礙物的安全距離，以避免碰撞，并在避障過程中最小化對集群整體狀態(tài)的影響。具體而言，避障的原則包括保持與障礙物的安全距離，以及在未進入安全距離前盡量減少對個體無人機運動狀態(tài)的改變，以減小對集群整體狀態(tài)的影響。

2、然而，現(xiàn)有的避障方法中存在一些問題。其中之一是在避障效率和集群整體狀態(tài)之間存在的權(quán)衡。一些避障算法可能過于謹慎，導致無人機集群選擇繞行路徑，從而增加任務(wù)執(zhí)行時間，降低了效率。另一方面，一些算法可能過于追求避障效率，犧牲了與障礙物的安全距離，可能增加了碰撞的風險。此外，現(xiàn)有的避障方法可能缺乏對動態(tài)環(huán)境變化的適應(yīng)性，無法實時調(diào)整避障策略以應(yīng)對不斷變化的障礙物布局。因此，需要開發(fā)新的避障方法，以在保證效率的同時，確保集群安全地穿越復雜的障礙物環(huán)境。

3、針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中無人集群中的個體避障效率不高、且舍棄最優(yōu)路線的技術(shù)問題。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障方法，包括：在檢測到障礙物并判斷集群中的第一集群成員應(yīng)該進行避障的情況下，獲取所述第一集群成員的速度狀態(tài)；基于所述速度狀態(tài)，確定所述第一集群成員的安全避障速度和主動規(guī)避速度；基于所述安全避障速度和所述主動規(guī)避速度，對所述障礙物進行避障。

3、根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障裝置，包括：獲取模塊，被配置為在檢測到障礙物并判斷集群中的第一集群成員應(yīng)該進行避障的情況下，獲取所述第一集群成員的速度狀態(tài)；速度確定模塊，被配置為基于所述速度狀態(tài)，確定所述第一集群成員的安全避障速度和主動規(guī)避速度；避障模塊，被配置為基于所述安全避障速度和所述主動規(guī)避速度，對所述障礙物進行避障。

4、在本發(fā)明實施例中，在檢測到障礙物并判斷集群中的第一集群成員應(yīng)該進行避障的情況下，獲取所述第一集群成員的速度狀態(tài)；基于所述速度狀態(tài)，確定所述第一集群成員的安全避障速度和主動規(guī)避速度；基于所述安全避障速度和所述主動規(guī)避速度，對所述障礙物進行避障。通過上述方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無人集群中的個體避障效率不高、且舍棄最優(yōu)路線的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述主動規(guī)避速度，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定所述第一集群成員的主動規(guī)避速度的速度大小，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過所述第一集群成員與所述障礙物的相對位置，計算主動規(guī)避速度和期望速度的方向向量，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣或所述第二旋轉(zhuǎn)矩陣，計算主動規(guī)避速度和期望速度的方向向量，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述期望速度的旋轉(zhuǎn)角度θdesire基于以下得到：所述障礙物的位置pobs、所述第一集群成員的位置pi、和預(yù)設(shè)的安全避障半徑rrep,safe。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取所述第一集群成員的速度狀態(tài)，包括：

8.一種基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有程序，其特征在于，在所述程序運行時，使得計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N基于速度矢量調(diào)控的集群主動規(guī)避與安全避障方法及裝置，其中，該方法包括：在檢測到障礙物并判斷集群中的第一集群成員應(yīng)該進行避障的情況下，獲取所述第一集群成員的速度狀態(tài)；基于所述速度狀態(tài)，確定所述第一集群成員的安全避障速度和主動規(guī)避速度；基于所述安全避障速度和所述主動規(guī)避速度，對所述障礙物進行避障。本申請解決了現(xiàn)有技術(shù)中無人集群中的個體避障效率不高、且舍棄最優(yōu)路線的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：沈凱,丁應(yīng)和,李詩穎,肖航,許正
受保護的技術(shù)使用者：北京理工大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17