区域快速优化下的无人机在线轨迹规划方法

摘要

针对传统基于梯度的规划方法需预先构建欧式符号距离场(euclidean signed distance field, ESDF)导致障碍物信息冗余度高、规划效率受限问题，提出了一种基于区域快速优化的实时轨迹规划方法。所提方法设计碰撞控制点替换策略用于加快碰撞区域的轨迹优化收敛速度从而降低轨迹规划时间，并定义提取与轨迹规划相关的局部障碍物信息方法，避免构建ESDF过程，从而提高规划效率；之后考虑轨迹安全性、平滑性及动态可行性，建立多目标优化函数，进一步优化轨迹。仿真实验表明，该方法可有效实现无人机在线轨迹规划，且与前沿方法相比，轨迹规划时间平均缩短了36.1%,轨迹优化收敛速度平均提高了33.1%,实现了更高效的规划。

关键词

轨迹规划 / 欧式符号距离场 / 轨迹优化 / 梯度信息 / 多目标优化