[發明專利]基于四維坐標的無人機碰撞模型的建模方法有效
| 申請號： | 201711240698.4 | 申請日： | 2017-11-30 |
| 公開（公告）號： | CN108133076B | 公開（公告）日： | 2021-06-25 |
| 發明（設計）人： | 吳學禮;甄然;楊碩;李素康 | 申請（專利權）人： | 河北科技大學 |
| 主分類號： | G06F30/15 | 分類號： | G06F30/15;G06F30/20 |
| 代理公司： | 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙) 11301 | 代理人： | 鄭玉潔 |
| 地址： | 050018 *** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 四維坐 標的 無人機 碰撞 模型 建模 方法 | ||
1.一種基于四維坐標的無人機碰撞模型的 建模方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟S1：獲取無人機和入侵機的初始參數信息；
步驟S2：根據無人機和入侵機的初始參數信息，確定無人機和入侵機的相對運動情況，排除沒有入侵可能性的入侵機；
步驟S3：通過對無人機和入侵機的初始參數信息以及上一時刻的歷史參數信息進行綜合分析，計算無人機與入侵機運動軌跡中最接近點的坐標及各自抵達最接近點所需時間；
步驟S4：根據無人機與入侵機抵達最接近點所需時間，計算無人機與入侵機的最短距離；
步驟S5：將無人機與入侵機的最短距離與無人機碰撞盒數據進行比較，判斷入侵機的碰撞可能性；
其中，無人機和入侵機的初始參數信息及歷史參數信息為包括三維空間位置及速度的四維坐標信息；
所述步驟S1中，無人機和入侵機的初始參數信息分別為(x1,y1,z1,V1)及(x2,y2,z2,V2)，其中，x1、y1、z1、x2、y2及z2分別為無人機及入侵機的三維空間坐標值，V1及V2分別為無人機及入侵機的速度值；
所述步驟S2中，通過下述公式確定無人機及入侵機的相對運動情況：
l＝(x1-x2)(Vx1-Vx2)+(y1-y2)(Vy1-Vy2)+(z1-z2)(Vz1-Vz2) ①
其中，Vx1、Vy1、Vz1、Vx2、Vy2、Vz2分別表示無人機與入侵機在三個坐標軸方向上的速度分量；
沒有入侵可能性的入侵機為l＞0或l＝0的入侵機。
2.如權利要求1所述的基于四維坐標的無人機碰撞模型的建模方法，其特征在于：
所述步驟S3包括：
步驟S31：獲取無人機及入侵機的上一時刻的歷史參數信息：(x′1,y′1,z′1,V1)及(x′2,y′2,z′2,V2)；
步驟S32：確定無人機及入侵機的最接近點的坐標A(X,Y,Z,V1)及B(U,V,W,V2)與無人機及入侵機的初始參數信息和歷史參數信息的關系：
其中，s與h均為未知參數；
步驟S33：根據公式②及公式③確定A、B兩點的距離：
步驟S34：確定下述公式：
f(s,h)＝AB2＝(X-U)2+(Y-V)2+(Z-W)2 ⑤；
步驟S35：通過確定公式⑤關于s和h的偏導數，得出變量s和h：
步驟S36：根據變量s和h，得到最接近點A和B的坐標值；
步驟S37：根據最接近點A和B的坐標值，得到無人機達到A點以及入侵機達到B點所需的時間：
3.如權利要求2所述的基于四維坐標的無人機碰撞模型的建模方法，其特征在于：
所述步驟S4中，通過下述公式預測無人機與入侵機的最短距離：
其中，t1和t2分別為無人機和入侵機達到最接近點所需的時間。
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