[發明專利]多機協同打擊的快速航跡規劃方法、裝置及計算機設備

有效

• 申請號: 202110153486.2
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112947555B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陳清陽;王玉杰;辛宏博;魯亞飛;賈高偉;朱炳杰;王鵬;唐鐘南;包慧娟;周笑顏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本申請涉及一種多機協同打擊的快速航跡規劃方法、裝置及計算機設備。所述方法獲取打擊目標信息和N架無人機的初始狀態，確定M個過渡目標狀態；采用四種類型的Dubins曲線連接任意初始狀態和任意過渡目標狀態，并保存最短曲線的長度，得到N*M階數字矩陣和對應N*M條最短可行路徑；在該矩陣中按照初始狀態到過渡目標狀態路徑最短的原則查找，得到包括初始狀態、過渡目標狀態及對應最短可行路徑的結構數組；以數組中最短可行路徑的最大長度為參考航線長度，利用Dubins曲線長度與圓弧半徑的關系計算Dubins曲線半徑，得到N架無人機期望航線，并進行空間分層，用于實際無人機飛行控制。該方法可實現多機協同打擊時多臺無人機的航線進行快速規劃。

技術領域

本申請涉及無人機及航跡規劃技術領域，特別是涉及一種多機協同打擊的快速航跡規劃方法、裝置及計算機設備。

背景技術

隨著航空科技的進步和軍事斗爭需求的牽引，無人機多機協同攻擊多目標將成為未來戰爭的一種重要模式，多架無人機協同攻擊多目標中的目標分配和航跡生成是多架無人機協同作戰的關鍵技術。

航跡規劃就是最大限度地利用地形信息和敵情信息，綜合考慮無人機導航精度和機動能力的限制，在適當的時間內計算出從現在位置到指定位置的最優或次優的飛行軌跡，能使UAV回避敵方威脅環境，安全地完成預定任務。

傳統的快速航跡規劃方法不能實現對多機協同打擊時多臺無人機的航線進行快速規劃。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠實現對多機協同打擊時多臺無人機的航線進行快速規劃的多機協同打擊的快速航跡規劃方法、裝置及計算機設備。

一種多機協同打擊的快速航跡規劃方法，所述方法包括：

獲取打擊目標的信息和N架無人機的初始狀態。

根據所述打擊目標的信息和預設半徑，確定目標防御系統的防御范圍。

根據預定的角度分辨率，得到過渡目標狀態數量M，在所述目標防御系統的防御范圍的水平投影面內確定M個過渡目標狀態。

根據N架無人機的初始狀態與M個過渡目標狀態，采用Dubins曲線的形式，計算得到連接任意初始狀態和任意過渡目標狀態的四種Dubins曲線；在連接每一個初始狀態和每一個過渡目標狀態的四種Dubins曲線中選擇長度最短的曲線，并保存長度最短的曲線的長度，得到一個N*M階數字矩陣w_jg,(1≤j≤N,1≤g≤M)，和相應的N*M條Dubins曲線f_ij-＞fg。

在N*M階數字矩陣中按照初始狀態到過渡目標狀態Dubins曲線最短的原則進行查找，得到N架無人機的初始狀態、N架無人機對應的N個過渡目標狀態以及每架無人機的初始狀態到對應的過渡目標狀態的最短可行路徑組成的結構數組[p_i'j,p_f'j,f_i'j-＞f'j],1≤j≤N；其中p_i'j代表第j架無人機的初始狀態，p_f'j代表第j架無人機對應的過渡目標狀態，f_i'j-＞f'j代表第j架無人機的初始狀態到第j架無人機對應的過渡目標狀態的最短可行路徑。

在所述結構數組中的N條最短可行路徑f_i'j-＞f'j，1≤j≤N的長度中進行最大值查找，將得到的最大值作為參考航線的長度。

根據所述結構數組中的N架無人機的初始狀態和對應N架無人機的過渡目標狀態、參考航線的長度以及Dubins曲線的長度與圓弧半徑的關系，以N條最短可行路徑均與所述參考航線的長度一致為依據，計算得到N架無人機的期望航線。

根據所述期望航線，對N架無人機的期望航線進一步空間分層，用于實際的無人機飛行控制。