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跟踪无人机航路点
无人机工具箱/算法
的路标追随者块使用前瞻点跟踪无人机(UAV)的一组航路点。该模块计算给定一个无人机位置、一组航路点和一个前视距离的前视点、期望航向和期望偏航。指定一组路径点,并调整导航路径点的前视距离和过渡半径参数。该块支持多旋翼和固定万博1manbetx翼无人机类型。
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构成
[x y z chi]
当前无人机姿态,指定为[x y z chi]向量。该姿态用于计算基于输入的前向点LookaheadDistance端口。[x y z]是当前位置,单位为米。气为当前的航线,单位为弧度。
[x y z]
气
例子:(0.5; 1.75; -2.5;π)
(0.5; 1.75; -2.5;π)
数据类型:单|双
单
双
路点
无人机要跟随的航路点集合,指定为具有行数的矩阵,n,等于路径点的数量。列的数量取决于显示偏航输入变量和过渡半径源参数。
矩阵中的每一行都有前三个元素作为an[x y z]在路径点序列中的位置。
如果显示偏航输入变量,指定所需的偏航角,偏航,是弧度的第四个元素。
偏航
如果显示偏航输入变量是不,过渡半径源是外部,过渡半径是矢量的第四个元素,单位为米。
外部
如果显示偏航输入变量检查,过渡半径源是外部,过渡半径是矢量的第5个元素,单位为米。
块显示随着路径点矩阵的大小变化而更新。
LookaheadDistance
沿路径的前方距离,指定为正数值标量,单位为米。
LookaheadPoint
前瞻点在道路上,返回为[x y z]位置矢量,单位为米。
DesiredCourse
的范围内以弧度为单位的数字标量返回所需的航向(π-π,).无人机的航向是以弧度测量的速度矢量相对于北方的方向角。固定翼无人机的期望航向和期望偏航值相等。
(π-π,)
DesiredYaw
的范围内以弧度为单位的数值标量返回所需的偏航(π-π,).无人机偏航是无人机的前进方向,与以弧度测量的相对于北方的速度矢量无关。期望的偏航是用每个航路点的偏航角之间的线性插值来计算的。固定翼无人机的期望航向和期望偏航值相等。
LookaheadDistFlag
0
1
前瞻距离旗,返回为0或1.0表示前视距离未饱和,1指示前向距离饱和到指定的最小前向距离值。
数据类型:uint8
uint8
CrossTrackError
从无人机位置到路径的交叉跟踪误差,返回为正数值标量(米)。误差测量的是从无人机位置到路径上最近点的垂直距离。
这个端口只有在显示CrossTrackError输出端口检查。
状态
路径点导航状态,返回为0或1.当跟随器导航了所有的路径点,块输出1.否则,块输出0.
这个端口只有在显示无人机状态输出端口检查。
无人机类型
固定翼
multirotor
无人机的类型,指定为固定翼或multirotor.
此参数不可调优。
StartFrom
第一个
最亲密的
路点启动行为,指定为第一个或最亲密的.
当设置为第一个时,无人机飞向航路点之间的第一个航路段。如果路点集输入路点改变时,无人机在第一个路径段重新启动。
当设置为最亲密的时,无人机飞向路径点之间最近的路径段。当航路点输入发生变化时,无人机重新计算最近的航路段。
过渡半径源
内部
转换半径的来源,指定为内部或外部.如果指定为内部,每个路径点的过渡半径使用过渡半径(r)参数。如果指定为外部的输入,指定每个路点的转换半径路点端口。
当无人机在过渡半径内时,块在路径点之间过渡到跟随下一个路径段。
过渡半径(r)
10
路径点的过渡半径,指定为正数值标量,单位为米。
最小前视距离(m)
0.1
最小前视距离,指定为正数值标量,单位为米。
当输入到LookaheadDistance端口小于最小前视距离LookaheadDistFlag返回的是1前瞻距离值指定为最小前瞻距离值。
显示偏航输入变量
从
在
当选定航路点时,接受偏航输入。如果被选中,路点输入接受每个航路点的偏航输入。
显示CrossTrackError输出端口
输出交叉跟踪误差从CrossTrackError端口。
显示无人机状态输出端口
输出无人机航路点状态状态端口。
模拟使用
解释执行
代码生成
解释执行-使用MATLAB仿真模型®翻译。这个选项缩短了启动时间,但模拟速度较慢代码生成.在这种模式下,您可以调试块的源代码。
代码生成-使用生成的C代码模拟模型。你第一次运行一个模拟,Simulink万博1manbetx®为代码块生成C代码。只要模型不改变,C代码就可以用于后续的模拟。此选项需要额外的启动时间,但后续模拟的速度可与解释执行.
可调:没有
当跟随一组航路点时,根据无人机的位姿可以忽略第一个航路点。由于用于跟踪路径的前视距离的性质,航路点跟踪器使用过渡区域检查无人机是否靠近下一个航路点以过渡到下一个航路段。但是,也存在无人机在该区域之外发生转移的情况。在下一个航路点绘制一个三维超平面。如果无人机的姿态在这个超平面内,航路点跟随者将转换到下一个航路点。这种行为有助于确保无人机遵循可实现的路径。
超平面条件满足:
(p-w1)T(w2-w1)≥0
p无人机的位置,和w1和w2是顺序的路径点位置。
如果你发现这种行为有局限性,可以考虑根据你的初始姿态添加更多的路径点,迫使追随者向你的初始路径点导航。
[1] Park, Sanghyuk, John Deyst, Jonathan How。“用于轨迹跟踪的一种新的非线性制导逻辑”。AIAA制导,导航和控制会议和展览, 2004年。
数值
控制
导数
环境
plotTransforms
fixedwing
uavWaypointFollower
你点击一个链接对应于这个MATLAB命令:
通过在MATLAB命令窗口中输入命令来运行命令。Web浏览器不支持MATLAB命令。万博1manbetx
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