【四旋翼】基于RRT实现四旋翼无人机实施安全和最小能量轨迹规划附Matlab代码和报告

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🔥 内容介绍

四旋翼无人机在复杂环境（如城市峡谷、室内仓库）中的自主飞行，需同时满足实时性（快速响应环境变化）、安全性（规避静态与动态障碍）和能效性（最小化能量消耗）三大核心需求。快速探索随机树（RRT）算法因具备在高维空间中高效搜索可行路径的能力，成为轨迹规划的主流方法之一。然而，标准 RRT 存在路径冗余度高、能量优化不足、动态障碍响应滞后等问题。本文将提出基于改进 RRT 的轨迹规划框架，通过引入能量代价模型、安全约束强化与动态重规划机制，实现四旋翼无人机的实时安全飞行与最小能量消耗的协同优化。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

% _current_figORaxes_ (double) an axis or a figure handle or something else

%

% *Outputs:* 

%

% _curr_axis_ (double) an axes handle for plotting

%

% _curr_figure_ (double) the handle for the figure holding this axis

%

function [curr_axis, curr_figure] = get_axis_handle(current_figORaxes)

    if nargin == 0

        uiwait(msgbox('You have not provided a figure so I will create one, this may cause unexpected results'));

        current_figORaxes = gcf;

    end

    % If this fails then it is likely the figure or axes has been closed so open a new one

    try strcmp(get(current_figORaxes,'type'),'axes');   

    catch ME_1

        display(ME_1);

        figure(current_figORaxes);

    end

    curr_axis=0;     %#ok<NASGU>

    if strcmp(get(current_figORaxes,'type'),'axes')

        curr_axis=current_figORaxes;

    elseif strcmp(get(current_figORaxes,'type'),'figure')

        curr_axis=[];

        %get all children from figure

        curr_children=get(current_figORaxes,'Children');       

        %find an axes in the figure

        for curr_child=1:length(curr_children)

            if strcmp(get(curr_children(curr_child),'type'),'axes')

                curr_axis=curr_children(curr_child);

            end

        end

        %if there are none then create one and use the handle to that one

        if isempty(curr_axis)

            curr_axis=gca(current_figORaxes);

        end

    else

        error('You passed an invalid handle which is neither figure nor axes handle');

    end

    if isempty(getappdata(curr_axis,'axis_setup'))

        hold(curr_axis,'on')

        axis(curr_axis,'equal'); 

        view(curr_axis,3);

        set(curr_axis,'DrawMode','fast');

        setappdata(curr_axis,'axis_setup',true)

        try set(get(curr_axis,'Parent'),'Renderer','opengl'); end %#ok<TRYNC>

    end     

    if isempty(getappdata(curr_axis,'camlight_state')) || strcmp(getappdata(curr_axis,'camlight_state'),'off')

        lightPosition = getappdata(curr_axis,'lightPosition');

        if isempty(lightPosition)            

            lightPosition = [1 1 1];            

            setappdata(curr_axis,'lightPosition',lightPosition);

        end

        light('Position',lightPosition,'Style','infinite','Parent',curr_axis);

        setappdata(curr_axis,'camlight_state','on');

    end       

    %set the current axis to the be the current inside the figure which owns it

    set(get(curr_axis,'Parent'),'CurrentAxes',curr_axis);

    drawnow();

    if nargout==2

        curr_figure = get(curr_axis,'Parent');

    end

end

🔗 参考文献

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