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 17:47:30 浏览: 203
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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