[發明專利]一種可裝訂任意航跡點的飛行器航跡規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 202110146660.0
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112947517B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 何昱;劉冰;梁云;陳公仆;劉成強;廖良斌
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅峰控制有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種可裝訂任意航跡點的飛行器航跡規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

基于當前航向機動飛行任務在飛行器中裝訂各航跡點位置，并計算各所述航跡點位置相對所述飛行器初始位置的射向射程和側偏；

根據所述射向射程和側偏計算生成三次樣條航跡曲線所需的各所述航跡點的航跡指令斜率；

基于所述航跡指令斜率計算各個相鄰航跡點區間的航跡曲線指令以及航跡斜率指令，并組成所述當前航向機動飛行任務對應飛行段的航跡指令；

基于所述航跡指令確定所述飛行段以及所述飛行段的前后飛行過程的航跡角指令以及側偏指令；

根據所述航跡角指令以及側偏指令生成飛行器航跡指令跟蹤控制信號，所述飛行器航跡指令跟蹤控制信號用于飛行器執行機構控制所述飛行器飛行；

其中，根據所述射向射程和側偏計算生成三次樣條航跡曲線所需的各所述航跡點的航跡指令斜率，包括：

基于所述射向射程和側偏確定矩陣參數，并根據所述矩陣參數構建用于計算各所述航跡點位置的航跡指令斜率的N維矩陣及矩陣方程；

通過追趕算法求解所述矩陣方程，計算得到各所述航跡點位置的所述航跡指令斜率；

其中，基于所述航跡指令確定所述飛行段以及所述飛行段的前后飛行過程的航跡角指令以及側偏指令，包括：

根據所述飛行器開始做機動飛行時的飛行狀態整合所述飛行段的所述航跡斜率指令，確定包含所述飛行段以及所述飛行段的前后飛行過程在內的整個飛行過程的航跡角指令；

根據所述飛行器開始做機動飛行時的所述飛行狀態整合所述飛行段的所述航跡曲線指令，確定所述整個飛行過程的側偏指令。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于當前航向機動飛行任務在飛行器中裝訂各航跡點位置，包括：

基于當前航向機動飛行任務確定飛行器預期經過的各航跡點位置，所述航跡點位置包含經度、緯度以及海拔高度；

基于各所述航跡點位置與所述飛行器的距離將各所述航跡點位置由近到遠依次裝訂至所述飛行器中，各所述航跡點位置的裝訂在所述飛行器飛抵距離所述飛行器初始位置最近的所述航跡點位置前完成，且距離所述飛行器初始位置最近的所述航跡點位置在所述飛行器的預設行進航跡上。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述航跡指令斜率計算各個相鄰航跡點區間的航跡曲線指令以及航跡斜率指令，并組成所述當前航向機動飛行任務對應飛行段的航跡指令，包括：

根據所述航跡指令斜率計算每段航跡點區間的航跡指令曲線，并由每段相鄰的所述航跡點區間對應的所述航跡指令曲線生成所述當前航向機動飛行任務對應飛行段的航跡曲線指令；

根據所述航跡指令斜率計算每段所述航跡點區間的航跡指令斜率，并由每段相鄰的所述航跡點區間對應的所述航跡指令斜率生成所述飛行段的航跡斜率指令；

基于所述航跡曲線指令以及航跡斜率指令生成所述飛行段的航跡指令。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述飛行器開始做機動飛行時的飛行狀態整合所述飛行段的所述航跡斜率指令，確定包含所述飛行段以及所述飛行段的前后飛行過程在內的整個飛行過程的航跡角指令，包括：

獲得所述飛行器開始進行機動飛行的行進時間，確定在所述行進時間下的當前射向射程以及當前航跡角指令；

基于所述飛行段的所述航跡斜率指令計算每段相鄰的所述航跡點位置對應的航跡點區間的區間航跡角指令；

通過曲線過渡整合所述當前射向射程、當前航跡角指令以及所述飛行段的所述區間航跡角指令，確定包含所述飛行段以及所述飛行段的前后飛行過程在內的整個飛行過程的航跡角指令。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述飛行器開始做機動飛行時的所述飛行狀態整合所述飛行段的所述航跡曲線指令，確定所述整個飛行過程的側偏指令，包括：

獲得所述飛行器開始進行機動飛行的行進時間，確定在所述行進時間下的當前射向射程以及當前側偏指令；

通過曲線過渡整合所述當前射向射程、當前側偏指令以及所述飛行段的所述航跡曲線指令，確定所述整個飛行過程的側偏指令。