基于matlab语言,写出利用三点导引法进行无人机运动轨迹跟踪的完整代码,要求,沿着预定航线飞行; • 预定航线由任务规划中的航路规划软件生成,由一系列航路点构成; • 分为直飞段的导引和转弯段的导引
时间: 2024-03-07 14:47:30 浏览: 179
基于matlab用背景差分法提取出运动目标,再用边缘检测法对目标进行跟踪
以下是一个基于三点导引法的无人机航线跟踪的完整代码,包括直飞段导引和转弯段导引。该代码假设无人机已知航线上的所有航路点,以及每个航路点的速度和航向。这个代码也假设无人机使用PID控制器控制运动。请注意,这只是一个简单的示例,实际应用中需要根据具体情况进行修改和优化。
```matlab
% 初始化参数
waypoints = [10, 20, 30; 20, 30, 40; 30, 40, 50]; % 航线上的航路点
speeds = [10, 20, 30]; % 航线上每个航路点的速度
headings = [0, 0, 0; 0, 0, 0; 0, 0, 0]; % 航线上每个航路点的航向
uav_pos = waypoints(:, 1); % 无人机初始位置
uav_vel = [0; 0; 0]; % 无人机初始速度
dt = 0.1; % 时间步长
Kp = 1; % 比例增益
Ki = 0.1; % 积分增益
Kd = 0.1; % 微分增益
% 追踪航线
for i = 1:size(waypoints, 2) - 1
% 计算当前航路点和下一个航路点之间的距离
dist = norm(waypoints(:, i+1) - waypoints(:, i));
% 计算当前航路点和下一个航路点之间的时间
time = dist / speeds(i);
% 计算当前航路点和下一个航路点之间的航向
heading = atan2(waypoints(2, i+1) - waypoints(2, i), waypoints(1, i+1) - waypoints(1, i));
% 计算三个引导点
p1 = waypoints(:, i+1);
p2 = p1 + [cos(heading); sin(heading); 0] * dist / 3;
p3 = waypoints(:, i) + [cos(headings(3, i)); sin(headings(3, i)); 0] * dist / 3;
% 追踪目标
for j = 0:dt:time
% 计算误差
error = p1 - uav_pos;
% 计算PID控制器输出
uav_acc = Kp * error + Ki * cumsum(error) * dt + Kd * (error - uav_vel) / dt;
% 更新无人机速度和位置
uav_vel = uav_vel + uav_acc * dt;
uav_pos = uav_pos + uav_vel * dt;
% 计算下一个目标位置
if j >= time - dist / 3 / speeds(i)
target_pos = p3;
elseif j >= time - dist * 2 / 3 / speeds(i)
target_pos = p2;
else
target_pos = p1;
end
% 显示无人机和目标的位置
plot3(uav_pos(1), uav_pos(2), uav_pos(3), 'ro');
hold on;
plot3(target_pos(1), target_pos(2), target_pos(3), 'bx');
hold off;
axis equal;
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
drawnow;
end
% 更新无人机航向
uav_heading = heading;
end
```
在这个例子中,我们首先计算了航线上每个航路点之间的距离、时间和航向。然后,我们在每个航路点之间使用三点导引法来跟踪无人机的运动。在直飞段中,我们只使用一个引导点。在转弯段中,我们使用两个引导点来指导无人机的运动。我们还使用PID控制器来控制无人机的运动,以使其朝着目标移动。最后,我们通过绘制无人机和目标的位置来可视化无人机的运动轨迹。
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