人工智能與數(shù)字經(jīng)濟廣東省實驗室(深圳)柳少亭獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉人工智能與數(shù)字經(jīng)濟廣東省實驗室(深圳)申請的專利一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法、系統(tǒng)、陸空雙模態(tài)無人機及存儲介質(zhì)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號為:CN119759084B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-15發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為:202510265173.4,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G05D1/495;該發(fā)明授權(quán)一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法、系統(tǒng)、陸空雙模態(tài)無人機及存儲介質(zhì)是由柳少亭;李清泉;劉洲;劉坤達;劉子旋;李永杰;楊佳龍設(shè)計研發(fā)完成,并于2025-03-07向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。
本一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法、系統(tǒng)、陸空雙模態(tài)無人機及存儲介質(zhì)在說明書摘要公布了:本發(fā)明公開了一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法、系統(tǒng)、陸空雙模態(tài)無人機及存儲介質(zhì),所述方法包括:基于陸空雙模態(tài)無人機的動力學模型,采用不確定性與擾動估計方法設(shè)計擾動觀測器,利用擾動觀測器估計環(huán)境中的擾動因素,得到擾動估計值;根據(jù)擾動估計值,利用運動規(guī)劃器實時計算并更新陸空雙模態(tài)無人機的動力學邊界;基于更新后的陸空雙模態(tài)無人機的動力學邊界進行路徑搜索和軌跡優(yōu)化,得到軌跡規(guī)劃結(jié)果。本發(fā)明將擾動觀測器與陸空雙模態(tài)無人機運動規(guī)劃技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)在規(guī)劃層面感知環(huán)境中的擾動信息,并提出了擾動自適應安全邊界調(diào)整機制,使規(guī)劃出的軌跡滿足實時動力學約束,提升了陸空雙模態(tài)無人機對環(huán)境擾動因素的應對能力。
本發(fā)明授權(quán)一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法、系統(tǒng)、陸空雙模態(tài)無人機及存儲介質(zhì)在權(quán)利要求書中公布了:1.一種陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法,其特征在于,所述陸空雙模態(tài)無人機的動力學運動規(guī)劃方法包括: 基于所述陸空雙模態(tài)無人機在飛行模態(tài)和陸地模態(tài)下的動力學模型,采用不確定性與擾動估計方法設(shè)計擾動觀測器,利用所述擾動觀測器估計環(huán)境中的擾動因素,得到擾動估計值; 根據(jù)所述擾動估計值和所述動力學模型中的動力學方程,利用運動規(guī)劃器實時計算并更新所述陸空雙模態(tài)無人機的動力學邊界; 基于更新后的所述陸空雙模態(tài)無人機的動力學邊界,使用改進后的運動動力學A*算法進行路徑搜索,并使用改進后的B樣條算法進行軌跡優(yōu)化,得到所述陸空雙模態(tài)無人機的軌跡規(guī)劃結(jié)果; 所述基于所述陸空雙模態(tài)無人機在飛行模態(tài)和陸地模態(tài)下的動力學模型,采用不確定性與擾動估計方法設(shè)計擾動觀測器,利用所述擾動觀測器估計環(huán)境中的擾動因素,得到擾動估計值,具體包括: 定義二階系統(tǒng): ; 其中,表示無人機在世界坐標系下三維空間中的加速度向量,分別表示控制輸出向量和擾動向量; 根據(jù)所述陸空雙模態(tài)無人機在飛行模態(tài)下的動力學模型中的動力學方程,飛行模態(tài)下控制輸出向量和擾動向量表示為: ; 其中,表示四個螺旋槳產(chǎn)生的總推力,表示歐拉角向量,表示無人機的姿態(tài)角向量,表示無人機的質(zhì)量,表示重力加速度向量,表示飛行模態(tài)下的擾動向量,分別表示飛行模態(tài)下的控制輸出向量和擾動向量; 根據(jù)所述陸空雙模態(tài)無人機在陸地模態(tài)下的動力學模型中的動力學方程,陸地模態(tài)下控制輸出向量和擾動向量表示為: ; 其中,分別表示陸地模態(tài)下的控制輸出向量和擾動向量;表示力坐標轉(zhuǎn)換矩陣,表示偏航角,表示驅(qū)動力向量,表示質(zhì)量矩陣的逆矩陣,表示擾動坐標轉(zhuǎn)換矩陣,表示陸地模態(tài)下的擾動向量; 將二階系統(tǒng)狀態(tài)向量與控制輸出向量的差值,作為擾動觀測器輸出的擾動估計值,其中,所述二階系統(tǒng)狀態(tài)向量對應動力學方程中的加速度向量: ; 根據(jù)控制輸出向量、基準控制輸出向量和擾動估計值的關(guān)系,可得: ; 使用低通濾波器過濾二階系統(tǒng)中的高頻噪聲,可得: ; 其中,表示逆拉普拉斯變換,為低通濾波器,表示卷積操作; 結(jié)合和,可得: ; 令,所述擾動估計值最終表示為: ; 其中,表示時間常數(shù),表示拉普拉斯變量,表示擾動觀測器的積分時間閾,表示時間變量,表示一階系統(tǒng)狀態(tài)向量,對應動力學方程中的速度向量;表示對應的一階系統(tǒng)狀態(tài)向量,表示初始一階系統(tǒng)狀態(tài)向量;表示對應的基準控制輸出向量。
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)@麢?quán)人人工智能與數(shù)字經(jīng)濟廣東省實驗室(深圳),其通訊地址為:518107 廣東省深圳市光明區(qū)玉塘街道科潤大廈;或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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