无人机协同路径规划

第1章 引言1.1 路径规划公式1.2 路径规划的约束条件1.2.1 可飞行的路径：满足运动学特性1.2.2 无人机的惯性运动坐标系1.2.3 在路径规划中产生安全路径1.3 协同路径规划与任务规划1.4 路径规划——综述1.5 路图法1.5.1 可视图法1.5.2 Vbronoi图1.6 概率法1.7 势场法1.8 单元分解法1.9 最优控制1.10 最优化技术1.11 路径规划的轨迹1.12 本书的主要内容参考文献第2章 二维路径规划2.1 Dubins路径2.2 采用解析几何方法设计Dubins路径2.2.1 Dubins路径：外切线解2.2.2 Dubins路径：内切线解2.3 Dubins路径的存在条件2.4 Dubins路径的长度2.5 采用微分几何方法设计Dubins路径2.6 曲率连续的路径2.7 可飞行的回旋路径产生方法2.8 可飞行的PH路径产生方法（二维）参考文献第3章三维路径规划3.1 采用微分几何方法设计三维Dubins路径3.2 三维Dubins路径的长度3.3 三维空间的：PH曲线路径3.3.1 空间PH曲线3.4 可飞行PH路径的设计3.4.1 可飞行路径的设计参考文献第4章 碰撞回避4.1 障碍物回避研究4.2 避开已知障碍物的算法4.2.1 障碍物与直线相交的检测方法4.2.2 直线段与障碍物相交4.2.3 圆弧段与障碍物相交4.3 回避环境中未知的静止障碍物4.3.1 安全圆算法4.3.2 中间航点算法4.4 算法的应用4.4.1 Dubins路径的修正4.4.2 Clothoid路径的修正4.4.3 PH路径修正4.4.4 三维空间内的障碍回避参考文献第5章 路径跟随制导5.1 跟随Dubins路径5.2 线性制导算法5.3 非线性动态逆制导5.4 回避动态障碍物制导5.4.1 无人机的方向控制5.4.2 多碰撞解决方法参考文献第6章 多无人机路径规划6.1 问题描述6.2 同时到达问题6.3 阶段一：产生可飞行路径6.4 阶段二：产生可行路径6.4.1 最小分离距离法6.4.2 不相交路径法6.4.3 偏移曲线法6.5 阶段三：产生等长度路径6.6 产生多条路径算法6.7 多无人机路径规划算法的应用6.7.1 二维Dubins路径6.7.2 二维Clothoid路径6.8 二维：PH路径6.9 三维：Dubins路径6.10 三维PH路径参考文献附录A 微分几何A.1 Frenet—Serret等式A.2 曲率和的挠率重要性A.3 运动与坐标系参考文献附录B Pythagorean Hodograph曲线B.1 Pythagorean Hodograph曲线参考文献

在《无人机协同路径规划》中，作者AntoniosTsourdos（楚拉多斯）、BrianWhite和MadhavanShanmugavel全面且完整地阐述了无人机的路径规划方法。书中首先介绍了地面机器人的路径规划算法，然后给出了无人机在考虑运动学约束、环境约束和安全性条件下的二维和三维路径规划算法以及协同任务／路径规划技术，书中还介绍了探测和回避障碍物的算法。《无人机协同路径规划》为不断发展的自主飞行器研究人员提供了重要参考。《无人机协同路径规划》一书系统地介绍了无人机二维和三维路径规划方法，主要包括Dubins路径、Clothoid路径以及PH路径方法；研究了无人机威胁和障碍物回避算法、无人机精确跟踪路径的制导方法、以及多架无人机协同路径规划算法等问题。《无人机协同路径规划》研究的无人机任务规划突出了可飞行路径和安全路径的特色。可飞行路径即规划无人机路径必须满足无人机的动力学约束，让无人机能够精确跟踪的路径；安全路径即所规划无人机路径必须满足能够防止碰撞，能够避免各类障碍物。《无人机协同路径规划》适用于无人机领域的科研和工程技术人员参考使用，也可作为无人机部队相关人员参考使用，还可作高等院校飞行器设计、自动控制，计算机科学等专业的教材和参考书。