[發(fā)明專利]一種艦載無人機起降階段目標(biāo)跟蹤方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911070934.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN111142566A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊昆;廖新濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安羚控電子科技有限公司;中國電子科技集團公司第五十四研究所;中國人民解放軍海軍大連艦艇學(xué)院
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G05B13/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發(fā)明公開了一種艦載無人機起降階段目標(biāo)跟蹤方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、建立基于角度信息的目標(biāo)運動分析算法數(shù)學(xué)模型；步驟2、確定目標(biāo)的運動軌跡；步驟3、求取目標(biāo)的運動參數(shù)Vmx、Vmy、Vmz；步驟4、求取實時距離D。本發(fā)明將軟件控制策略與硬件控制策略結(jié)合在一起，實現(xiàn)了控制功能；不但對陸上目標(biāo)的定位跟蹤，還可以對海上目標(biāo)進行定位跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于目標(biāo)跟蹤方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種艦載無人機起降階段目標(biāo)跟蹤方法。

背景技術(shù)

艦載無人機(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)系統(tǒng)作為無人飛行器與艦艇平臺及其裝備相結(jié)合的新事物，已成為一支功能日趨全面的作戰(zhàn)力量，越來越受到各國軍方的重視。相比于有人艦載機，艦載無人機具有輕便、靈活、更機動的特點，它的出現(xiàn)為海上作戰(zhàn)提供了一種靈活、高效、低風(fēng)險的戰(zhàn)場感知和戰(zhàn)斗應(yīng)用平臺。通過艦載無人機，可實現(xiàn)對目標(biāo)協(xié)同定位與跟蹤，提高水面艦艇的遠程感知能力。利用光電系統(tǒng)的目標(biāo)運動分析處理系統(tǒng)，對艦載無人機光電系統(tǒng)測量的目標(biāo)高低角、方位角，以及無人機自身平臺的航向、速度、高度、機載GPS提供的經(jīng)緯度等信息進行合理解算，實現(xiàn)對陸、海上目標(biāo)的定位與跟蹤?；诮嵌刃畔⒌哪繕?biāo)運動分析(BTMA)是指在不使用向外輻射能量的設(shè)備情況下，僅利用獲取的目標(biāo)角度信息對目標(biāo)的運動狀態(tài)參數(shù)(初始距離、速度、航向等)進行解算的過程

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種艦載無人機起降階段目標(biāo)跟蹤方法，不但對陸上目標(biāo)的定位跟蹤，還可以對海上目標(biāo)進行定位跟蹤。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種艦載無人機起降階段目標(biāo)跟蹤方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、建立基于角度信息的目標(biāo)運動分析算法數(shù)學(xué)模型；

步驟2、確定目標(biāo)的運動軌跡；

步驟3、求取目標(biāo)的運動參數(shù)Vmx、Vmy、Vmz；

步驟4、求取實時距離D。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟1具體過程如下：

在目標(biāo)定位中，將無人機實時坐標(biāo)作為坐標(biāo)系原點，X軸指向東，Y軸指向北，Z軸垂直XY平面向上指。

步驟2具體過程如下：

記D1為目標(biāo)初始距離；記Km為目標(biāo)航向；記為目標(biāo)俯沖角；記Vm為目標(biāo)運動速度；目標(biāo)作勻速直線運動；

記無人機的航向為Kw，速度為Vw，俯沖角為記β1，β2，…βk分別對應(yīng)為t1，t2，…tk時刻無人機測得的目標(biāo)方位角；記ε1，ε2，…εk分別對應(yīng)為t1，t2，…tk時刻無人機測得的目標(biāo)俯仰角；

由(D1，Km，Vm)確定目標(biāo)的運動軌跡。

步驟3具體過程如下：

經(jīng)過k次觀測，采用最小二乘法構(gòu)件如下極小化目標(biāo)函數(shù)：

為求得目標(biāo)運動參數(shù)Vmx、Vmy、Vmz和D1，分別對其求偏導(dǎo)，最終求得目標(biāo)方位、俯仰測量的精確值。

步驟4具體過程如下

利用上面推導(dǎo)得出的遞推公式，便可唯一確定目標(biāo)相對運動參數(shù)；根據(jù)求得的Xk，可實現(xiàn)對目標(biāo)航向km，俯沖角εm，速度Vm的運動參數(shù)的估計；同時根據(jù)初始距離，可求出對目標(biāo)X，Y，Z方向?qū)崟r距離Dx，Dy，Dz，從而求出實時距離D。

本發(fā)明的有益效果是：