其中，行人在0.3 s內(nèi)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)障，礙物的半徑設(shè)置為0.6 m，從無人機(jī)和障礙物的路徑可以看出，從識別出軌跡的時間步長開始，飛行控制器便開啟了回避機(jī)制。

 

       實(shí)驗(yàn)三：與前兩種情況一樣，無人機(jī)的任務(wù)是保持位置，同時避免進(jìn)入的障礙物。障礙物半徑設(shè)置為0.4m，被拋出經(jīng)過第一次反彈后影響無人機(jī)路徑。

 

       如圖，投擲障礙物的時間約為0.25 s，而控制器的反應(yīng)速度為0.35 s。這表明即使是簡化的軌跡模型也仍然可以對障礙物路徑做出足夠好的預(yù)測，尤其是在增加沿預(yù)測的安全半徑。

 

       下圖為基于回避操作開始時的初始條件的障礙物的預(yù)測軌跡，以及障礙物和UAV的測量路徑。

 

 

       無人機(jī)成功避開了最小距離為0.38 m的障礙物，而求解器時間達(dá)到了33 ms的峰值。由于求解器公差和測量結(jié)果不理想，因此預(yù)期會出現(xiàn)小范圍的約束沖突。

 

       實(shí)驗(yàn)四：避免多個動態(tài)障礙，在避開無人機(jī)的碰撞航線上設(shè)置一架單獨(dú)的無人機(jī)，同時向其投擲彈丸，兩者的障礙物半徑都設(shè)置為 0.4。軌跡分類和預(yù)測方案應(yīng)用于兩個障礙物的單獨(dú)測量，但在其他方面與單個障礙物情況相同。兩個無人飛行器和彈丸的軌跡如圖，

 

 

       躲避的無人飛行器、最近的無人飛行器以及障礙物三者之間的最小距離分別為0.45 m和0.42 m。

 

       需要注意的是，避空無人機(jī)可以在較長的時間內(nèi)保持安全距離，同時避開進(jìn)入的彈丸。實(shí)驗(yàn)中，障礙無人飛行器一旦開始運(yùn)動，回避操縱就會立即開始。

 

       3、進(jìn)一步研究方向

 

       總體來講，研究人員所提出的NMPC架構(gòu)和軌跡分類方案成功地在所有可能的情況下提供了無碰撞運(yùn)動路徑。在線優(yōu)化問題可以在所需的50 ms的限制內(nèi)解決，而不會違反已建立的障礙或輸入限制。不過，該方法目前也存在一定的局限性：

 

       總體性能基于對軌跡分類的依賴：即使對于有限的軌跡研究，其方案也可能出現(xiàn)軌跡分類錯誤的情況。

 

       使用對未來障礙物位置的明確預(yù)測：如果預(yù)測方案失敗或誤差太大，無人飛行器可能會完全忽略碰撞過程中的障礙物。

 

       論文中指出，未來這項(xiàng)工作還會進(jìn)一步優(yōu)化和拓展，具體方向包括更一般的軌跡識別，障礙物的位置和速度提取，優(yōu)化軌跡分類方案等。更重要的是，隨著更多障礙物擴(kuò)展以及與求解器時間的關(guān)系，分析NMPC的復(fù)雜性問題，以了解在何時間接地在控制層解決障礙物更合適。