无人机协同路径规划PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1路径规划公式 2

1.2路径规划的约束条件 3

1.2.1可飞行的路径：满足运动学特性 4

1.2.2无人机的惯性运动坐标系 5

1.2.3在路径规划中产生安全路径 6

1.3协同路径规划与任务规划 6

1.4路径规划——综述 9

1.5路图法 11

1.5.1可视图法 12

1.5.2 Voronoi图 13

1.6概率法 14

1.7势场法 14

1.8单元分解法 15

1.9最优控制 15

1.10最优化技术 16

1.11路径规划的轨迹 16

1.12本书的主要内容 17

参考文献 19

第2章 二维路径规划 27

2.1 Dubins路径 28

2.2采用解析几何方法设计Dubins路径 28

2.2.1 Dubins路径：外切线解 30

2.2.2 Dubins路径：内切线解 32

2.3 Dubins路径的存在条件 35

2.4 Dubins路径的长度 35

2.5采用微分几何方法设计Dubins路径 36

2.6曲率连续的路径 40

2.7可飞行的回旋路径产生方法 42

2.8可飞行的PH路径产生方法（二维） 50

参考文献 56

第3章 三维路径规划 57

3.1采用微分几何方法设计三维Dubins路径 59

3.2三维Dubins路径的长度 63

3.3三维空间的PH曲线路径 63

3.3.1空间PH曲线 64

3.4可飞行PH路径的设计 65

3.4.1可飞行路径的设计 66

参考文献 69

第4章 碰撞回避 71

4.1障碍物回避研究 73

4.2避开已知障碍物的算法 75

4.2.1障碍物与直线相交的检测方法 75

4.2.2直线段与障碍物相交 79

4.2.3圆弧段与障碍物相交 83

4.3回避环境中未知的静止障碍物 91

4.3.1安全圆算法 91

4.3.2中间航点算法 92

4.4算法的应用 93

4.4.1 Dubins路径的修正 94

4.4.2 Clothoid路径的修正 96

4.4.3 PH路径修正 97

4.4.4三维空间内的障碍回避 100

参考文献 102

第5章 路径跟随制导 105

5.1跟随Dubins路径 106

5.2线性制导算法 110

5.3非线性动态逆制导 113

5.4回避动态障碍物制导 118

5.4.1无人机的方向控制 121

5.4.2多碰撞解决方法 127

参考文献 129

第6章 多无人机路径规划 131

6.1问题描述 133

6.2同时到达问题 134

6.3阶段一：产生可飞行路径 136

6.4阶段二：产生可行路径 136

6.4.1最小分离距离法 136

6.4.2不相交路径法 138

6.4.3偏移曲线法 138

6.5阶段三：产生等长度路径 139

6.6产生多条路径算法 139

6.7多无人机路径规划算法的应用 140

6.7.1二维Dubins路径 140

6.7.2二维Clothoid路径 144

6.8二维PH路径 145

6.9三维Dubins路径 147

6.10三维PH路径 151

参考文献 155

附录A微分几何 156

A.1 Frenet-Serret等式 158

A.2曲率和的挠率重要性 159

A.3运动与坐标系 160

参考文献 161

附录B Pythagorean Hodograph曲线 162

B.1 Pythagorean Hodograph曲线 163

参考文献 164