[發明專利]一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法

有效

• 申請號: 202011488022.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112731964B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 劉海龍;范楷;寇巍巍;郝克;陳鵬翰
• 申請（專利權）人: 彩虹無人機科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于步驟如下：

(1)根據低速無人機的飛行速度和炸彈的最大投放扇面角，計算低速無人機投放炸彈時允許的最大側風分量；

(2)根據炸彈離軌飛行的最大高空風速限制和低速無人機飛行的最大高空風速限制，確定低速無人機執行炸彈打擊任務時允許的最大高空風速；

(3)根據步驟(1)、步驟(2)所得最大側風分量、最大高空風速、炸彈攻擊航路、高空風速限制條件、炸彈投放扇面角繪制彩虹環；

(4)根據步驟(3)繪制的彩虹環，計算高空風況條件下低速無人機執行炸彈打擊任務所需空域大小；

(5)若執行炸彈打擊任務允許空域小于步驟(4)所得炸彈打擊任務所需空域，則根據氣象預報，提前預估炸彈打擊任務區域內的高空風況能否滿足在炸彈打擊任務允許空域范圍內進行炸彈投放；若滿足，進入步驟(6)，否則進入步驟(7)；

(6)執行炸彈打擊任務；

(7)重新規劃炸彈攻擊區域，并返回步驟(1)重復步驟(1)至步驟(5)進行炸彈打擊任務所需空域判斷。

2.根據權利要求1所述的一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于：

所述步驟(1)中，最大側風分量的計算方法具體為：

V_WMBRx＝V_UAV·sinθ_Max

式中，V_UAV為低速無人機的飛行速度，θ_Max為炸彈最大投放扇面角。

3.根據權利要求1所述的一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于：

所述步驟(2)中，最大高空風速的計算方法具體為：

V_WM＝min{V_WMB,V_WMU}

式中，V_WMB為炸彈離軌飛行的最大高空風速限制，V_WMU為低速無人機飛行的最大高空風速限制，其中，所述最大高空風速限制為低速無人機執行炸彈打擊任務時，需同時滿足炸彈離軌飛行和無人機飛行對高空風速的限制。

4.根據權利要求1所述的一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于：

所述彩虹環能夠將炸彈攻擊航路、高空風速限制條件、炸彈投放扇面角滿足情況同時表征于同一環形示意圖中，具體為：

彩虹環中，U為無人機，T為目標，矢量為無人機地速，矢量為無人機巡航空速，矢量為高空風速V_WS，O為彩虹環的中心，L1為指向目標的攻擊航路，半徑為R_Min的小圓用于在攻擊航路L1下進行炸彈投放時，側風分量的限制，其中R_Min＝V_WMBRx；半徑為R_Max的大圓用于為執行炸彈打擊任務時，允許的最大高空風速，其中R_Max＝V_WM；兩條與L1平行的線l1和l2與半徑為R_Min的小圓相切，平行線l1、l2與大圓圍成的條帶區域，為滿足攻擊航路L1的炸彈投放扇面角條件的空中風場區域。

5.根據權利要求1所述的一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于：

所述步驟(3)中，R_Max必大于半徑R_Min，所述彩虹環使用條件具體為：低速無人機執行炸彈打擊任務時允許的最大高空風速應大于投放炸彈時允許的最大側風分量。

6.根據權利要求1所述的一種低速無人機炸彈投放扇面角條件的攻擊區域離線規劃方法，其特征在于：

所述步驟(4)中，根據彩虹環計算炸彈打擊任務所需空域時，空中風場區域確認方法為：對彩虹環進行改造，以目標T作為彩虹環圓心，炸彈攻擊航路指向彩虹環圓心，以任意一條攻擊航路對應的條帶區域為基準，令該區域繞彩虹環圓心旋轉，掃過區域為彩虹環改造后的炸彈打擊任務的扇面角條件的空中風場區域。