基于改进人工势场的无人机预设航线避障研究

为了实现基于预设航线的无人机三维避障,提高无人机(UAV)的自主能力,提出一种改进型人工势场算法。传统的人工势场法避障只着眼于无人机的安全到达,且可能会陷入局部最小点。当避障基于预设航线时,传统人工势场无法在避障的同时尽量跟踪预设航线,对传统人工势场引力场进行改进,使引力指向目标航线,并针对预设航线为曲线时引入前馈和速度控制,消除跟踪误差;为解决引力场改进后人工势场法存在局部最小点问题,对斥力场进行改进,使其垂直于航线方向,消除局部最小点。将改进后的算法运用到近地表自主搜索无人机的三维避障中,将三维避障分解为XY和XZ 2个平面上的避障,在Adams上构建避障场景进行仿真,仿真结果显示该算法能够实现基于预设航线的无人机三维避障,且避障过程平稳。