[發(fā)明專利]一種固定翼集群隊(duì)形生成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110678882.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113433960A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸嘉晨;鄭恩輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種固定翼集群隊(duì)形生成方法，其特征在于：該方法具體包括：

步驟S1：實(shí)時(shí)獲取每架固定翼的當(dāng)前位姿P_s，設(shè)定每架固定翼在固定翼集群上的會(huì)合點(diǎn)位姿P_f；

步驟S2：設(shè)置Dubins路徑計(jì)算模塊，根據(jù)各個(gè)固定翼的當(dāng)前位姿P_s和會(huì)合點(diǎn)位姿P_f以及固定翼的轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)間[R_MIN，R_MAX]，R_MIN表示固定翼最小轉(zhuǎn)彎半徑，R_MAX表示固定翼的最大轉(zhuǎn)彎半徑，通過Dubins路徑計(jì)算模塊計(jì)算出從固定翼的當(dāng)前位姿P_s到會(huì)合點(diǎn)位姿P_f之間的Dubins曲線作為該固定翼的最優(yōu)Dubins路徑，并選取所有固定翼的最優(yōu)Dubins路徑中最長(zhǎng)的一條最優(yōu)Dubins路徑的長(zhǎng)度作為參考等長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度，參考等長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的固定翼作為參考固定翼；

步驟S3：Dubins路徑計(jì)算模塊中，根據(jù)固定翼的轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)間[R_MIN，R_MAX]和參考等長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度，搜索獲得除了參考固定翼以外的剩余各個(gè)固定翼的最優(yōu)Dubins路徑在不同Dubins曲線類型下達(dá)到參考等長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度所需的最優(yōu)半徑R^*，用最優(yōu)半徑R^*代替固定翼最小轉(zhuǎn)彎半徑R_MIN回到步驟S2重新獲得剩余各個(gè)固定翼的最優(yōu)Dubins路徑；

步驟S4：設(shè)定每架固定翼的地速相同，通過地速控制器控制各個(gè)固定翼沿自身的最優(yōu)Dubins路徑飛行移動(dòng)，使得所有固定翼同時(shí)到達(dá)固定翼集群的會(huì)合點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用地速控制和等長(zhǎng)Dubins算法實(shí)現(xiàn)固定翼集群隊(duì)形生成的方法，其特征在于：所述步驟S3中，設(shè)置約束條件：

|Dubins(R^*,Mode)-L_ref|＜＝1m

其中，Dubins()表示Dubins函數(shù)，Mode表示Dubins曲線類型，L_ref表示參考等長(zhǎng)路徑的長(zhǎng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用地速控制和等長(zhǎng)Dubins算法實(shí)現(xiàn)固定翼集群隊(duì)形生成的方法，其特征在于：所述步驟S3中，固定翼的最大轉(zhuǎn)彎半徑R_MAX采用以下公式設(shè)置：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用地速控制和等長(zhǎng)Dubins算法實(shí)現(xiàn)固定翼集群隊(duì)形生成的方法，其特征在于：在所述步驟S3的Dubins路徑計(jì)算模塊中，根據(jù)輸入的固定翼的轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)間[R_MIN，R_MAX]，在不同的每個(gè)Dubins曲線類型下，均通過二分搜索法在轉(zhuǎn)彎半徑區(qū)間[R_MIN，R_MAX]范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)彎半徑R來達(dá)到參考等長(zhǎng)路徑長(zhǎng)度，從各種獲得的Dubins曲線中尋找，固定翼之間相互不想交且轉(zhuǎn)彎半徑R最小的Dubins曲線作為最優(yōu)Dubins路徑，以最優(yōu)Dubins路徑的轉(zhuǎn)彎半徑R作為該固定翼的最優(yōu)半徑R^*，最優(yōu)Dubins路徑的類型作為該固定翼的Dubins曲線類型。