基于安全飞行走廊的无人机密集障碍规避算法

摘要

针对固定翼无人机在复杂密集多障碍物环境中的自主避障问题,提出了一种基于安全飞行走廊的固定翼无人机路径规划算法。密集障碍规避的难点在于障碍绕行与穿行的选择:绕行虽然更安全,但飞行成本更大;穿行虽然飞行成本更低,但安全威胁较高,如何快速求解最优路径是其中的核心问题。创新性地根据固定翼无人机的机动特性与Dubins曲线定义了安全飞行走廊,综合考虑无人机飞行安全与飞行成本,构建了障碍威胁评价函数;针对障碍物密集造成的计算复杂问题,提出了基于障碍物密度的障碍聚类算法,并通过蒙特卡洛采样法实现了高动态环境下的非线性评价函数快速近似求解;通过仿真验证了所提算法对于解决固定翼无人机密集障碍规避的有效性。