[發明專利]一種無人飛行器的徘徊航跡規劃方法及相關設備

在審

• 申請號: 202310726005.1
• 申請日: 2023-06-19
• 公開（公告）號: CN116625377A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 張大巧;李冰;李少朋;李邦杰;任樂亮;劉振宇;馬得草
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 深圳壹舟知識產權代理事務所(普通合伙) 44331
• 代理人: 羅秦

本發明實施例公開了一種無人飛行器的徘徊航跡規劃方法及相關設備，所述方法包括：獲取無人飛行器運行的目標區域數據，并生成導航圖；基于所述無人飛行器的發射點和目標點采用LCALR算法規劃從所述發射點到所述導航圖中各節點的第一航跡和從所述導航圖中各節點到所述目標點的第二航跡，并獲取所述第一航跡和所述第二航跡的有用性代價；將所述發射點和所述目標點代入所述預設規劃模型，采用基于LCALR算法的預設算法和帶有約束的拉格朗日松弛算法并結合所述有用性代價對所述預設規劃模型進行求解，得到所述無人飛行器從所述發射點至所述目標點的徘徊環；基于所述第一航跡、所述第二航跡和所述徘徊環構建所述無人飛行器的徘徊航跡。

技術領域

本發明涉及一種航跡規劃技術領域，尤其涉及一種無人飛行器的徘徊航跡規劃方法及相關設備。

背景技術

巡航無人器作為無人飛行器的典型代表，在衛星通信數據鏈與“人在回路”制導技術的支持下，具備了執行多重支援任務、打擊目標變更，目標偵察與毀傷評估等能力。可控無人飛行器的新能力，決定了無人飛行器的飛行航跡除了從發射點到目標點的航跡外，還包含了用于戰術徘徊飛行的徘徊航跡等，而航跡的評估指標要求也不僅僅是飛行距離與安全性。

現有無人飛行器的飛行航跡規劃方法僅僅考慮無人飛行器的飛行距離與安全性已遠遠無法滿足執行多重支援任務、打擊目標變更，目標偵察任務的無人飛行器，因此需要大量專業人員的后臺控制，缺乏足夠的智能化。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種無人飛行器的徘徊航跡規劃方法及相關設備，用于解決現有技術中的航跡規劃方法無法滿足越來越多種類任務的問題。為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明提出一種無人飛行器的徘徊航跡規劃方法，包括：獲取無人飛行器運行的目標區域數據，并生成導航圖，所述導航圖包括威脅區和靈活目標突現區；

基于所述無人飛行器的發射點和目標點采用LCALR算法規劃從所述發射點到所述導航圖中各節點的第一航跡和從所述導航圖中各節點到所述目標點的第二航跡，并根據所述威脅區和所述靈活目標突現區獲取所述第一航跡和所述第二航跡的有用性代價；

將所述發射點和所述目標點代入所述預設規劃模型，采用基于LCALR算法的預設算法和帶有約束的拉格朗日松弛算法并結合所述有用性代價對所述預設規劃模型進行求解，得到所述無人飛行器從所述發射點至所述目標點的徘徊環；

基于所述第一航跡、所述第二航跡和所述徘徊環構建所述無人飛行器的徘徊航跡。

可選的，所述基于所述無人飛行器的發射點和目標點采用LCALR算法規劃從所述發射點到所述導航圖中各節點的第一航跡和從所述導航圖中各節點到所述目標點的第二航跡，并根據所述威脅區和所述靈活目標突現區獲取所述第一航跡和所述第二航跡的有用性代價步驟，包括：

采用LCALR算法規劃從所述發射點到所述目標點的最小風險航跡；

基于所述最小風險航跡確定從所述發射點到所述導航圖中各節點的第一航跡和從所述導航圖中各節點到所述目標點的第二航跡；

獲取所述第一航跡和所述第二航跡的距離代價值；

根據所述距離代價值和所述威脅區和/或所述靈活目標突現區內靈活目標的突現概率獲取所述第一航跡和所述第二航跡的有用性代價。

可選的，所述將所述發射點和所述目標點代入所述預設規劃模型，采用基于LCALR算法的預設算法和帶有約束的拉格朗日松弛算法并結合所述有用性代價對所述預設規劃模型進行求解，得到所述無人飛行器從所述發射點至所述目標點的徘徊環的步驟，包括：

將所述發射點和所述目標點代入所述預設規劃模型，所述預設規劃模型中基于LCALR算法的預設算法結合所述有用性代價計算得到目標徘徊航跡；

基于約束條件確定拉格朗日松弛系數的上下界，得到帶有約束的拉格朗日松弛算法，并根據帶有約束的拉格朗日松弛算法在所述目標徘徊航跡中篩選得到所述無人飛行器從所述發射點至所述目標點的目標可行解；

將所述目標可行解作為所述無人飛行器從所述發射點至所述目標點的徘徊環。