基于时序逻辑的复杂环境下无人机运动规划算法

摘要

本文主要考虑基于时序逻辑的无人机运动规划问题。一般地,解决该问题的算法包括两个阶段:上层综合阶段生成一条可行的离散规划;低级综合阶段结合离散任务规划设计无人机的控制输入。但是当第一阶段失败时,即线性时序逻辑(LTL)任务在当前环境中无法实现时,我们希望系统能够进行一定的调整。本文提出了一种任务重规划算法,在深入理解模型检查原理的基础上,利用初始任务自动机生成一个松弛乘积自动机,进而获取有效的离散任务规划;同时设计一个自动机的权重函数,确保该规划在最小程度上违背初始任务所提出的约束。本文提出的重规划算法解决了时序逻辑在复杂环境中无法实现的难题,扩大了时序逻辑在无人机运动规划中的应用范围,同时增加了系统的鲁棒性。