[發明專利]飛行器的飛行軌跡的規劃方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202110776119.8
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113238582B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 范軍芳;陳仕偉;李俊賢;王海森;牟清東
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

1.一種飛行器的飛行軌跡的規劃方法，包括：

在俯仰方向，采用幾何彈道曲線作為期望彈道軌跡，來規劃所述飛行器的飛行軌跡；

在偏航方向，采用多項式曲線作為期望彈道軌跡，來規劃所述飛行器的飛行軌跡；

其中，在俯仰方向，采用幾何彈道曲線作為期望彈道軌跡，來規劃所述飛行器的飛行軌跡包括：獲取所述飛行器的高度；在所述飛行器的高度大于第一閾值的情況下，采用分段幾何彈道設計的方式，來規劃所述飛行器的飛行軌跡；

其中，采用分段幾何彈道設計的方式，來規劃所述飛行器的飛行軌跡包括：

在所述飛行器的二級發動機工作完并進入激光信息場之前的第一階段，采用基圓的漸開線變化曲線作為所述第一階段的期望彈道軌跡，來規劃所述飛行軌跡；

在所述飛行器進入基圓到進入所述激光信息場之前的第二階段，采用經過所述第一階段的期望彈道軌跡與基圓的交點、并指向圓心的直線作為所述第二階段的期望彈道軌跡，來規劃所述飛行軌跡；

在所述飛行器進入所述激光信息場之后到擊中目標的第三階段，采用焦點連線平行于所述第二階段的期望彈道軌跡的橢圓曲線作為所述第三階段的期望彈道軌跡，來規劃所述飛行軌跡。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，采用基圓的漸開線變化曲線作為所述第一階段的期望彈道軌跡包括：

基于以下公式計算基圓的漸開線的參數方程：

；

基于以下公式確定彈道傾角：

；以及

基于所述漸開線的參數方程和所述彈道傾角確定所述漸開線的軌跡，并將所確定的軌跡作為所述第一階段的期望彈道軌跡；

其中，為基圓的漸開線的X軸坐標，為基圓的漸開線的Y軸坐標，為基圓圓心的橫坐標，為基圓圓心的縱坐標，為基圓的半徑， 為軌跡所需半徑旋轉角度，為終端角，為入射角，為啟控點在X軸上的坐標，為啟控點在Y軸上的坐標。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，采用經過所述第一階段的期望彈道軌跡與基圓的交點、并指向圓心的直線作為所述第二階段的期望彈道軌跡包括：

基于以下公式，確定所述直線：

；

將所確定的直線作為所述第二階段的期望彈道軌跡；

其中，為俯仰通道多項式常數項系數，為激光信息場點的X軸坐標，為激光信息場點的Y軸坐標，為啟控點的X軸坐標，為啟控點的Y軸坐標，為入射角，K為系數。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，采用焦點連線平行于所述第二階段的期望彈道軌跡的橢圓曲線作為所述第三階段的期望彈道軌跡包括：

基于以下公式，確定橢圓軌跡：

；

其中，

將所確定的橢圓軌跡作為所述第三階段的期望彈道軌跡；

其中，a為橢圓的長半軸，b為橢圓的短半軸，，為橢圓的中心坐標，為激光信息場點的X軸坐標，為激光信息場點的Y軸坐標，為激光中心線高度，為攻擊角，為入射角，為俯仰通道多項式常數項系數。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，采用多項式曲線作為期望彈道軌跡，來規劃所述飛行器的飛行軌跡包括：

選取如下的公式來計算多項式彈道軌跡：

；

;

其中，Z_n為多項式彈道軌跡，K_z為偏航通道多項式二次項系數， b_z為偏航通道多項式一次項系數，C_z為偏航通道多項式常數項系數，為攻擊角，為目標位置的橫坐標，為啟控點在X軸上的坐標。