基于定位精度的无人机编队航迹规划方法技术

本发明专利技术提供基于定位精度的无人机编队航迹规划方法，包括初步规划和精确规划，初步规划是通过传统启发式算法，考虑无人机飞行过程中的安全性和无人机运动学限制，设置合适的步长对主机进行航迹规划；初步规划生成主机的航迹，并记录主机在每个步长结束时的位置，作为精确规划时需要运算的航迹点；精确规划通过多目标粒子群寻优算法，针对初步规划的主机航迹点运算出从机在安全性、定位精度、路程长度为综合代价并满足无人机最大通信距离、最小防碰撞距离限制的最优航迹。本发明专利技术的优势是算法定位精度高、运行时间短。运行时间短。运行时间短。

【技术实现步骤摘要】
基于定位精度的无人机编队航迹规划方法


[0001]本专利技术涉及一种基于定位精度的无人机编队航迹规划方法，属于无源定位领域。

技术介绍

[0002]现阶段无人机技术日趋成熟，具有造价低廉、操作简单等特点，无人机的大量应用可以代替飞行员在危险的环境下完成任务，极大的减小了任务成本。所以当前无人机技术已成为各科技大国的研究重点。由于单无人机自身飞行载荷有限，无法搭载大量传感器，并且在战场环境下单个无人机极容易受到打击无法正常完成任务。基于此，通过多无人机编队协同完成任务的方式更多的被采用于实际探测任务中。通过多无人机编队协同的工作方式可以很好地提高工作效率，同时也一定程度上避免了单个个体故障导致的任务失败的风险，并且可以获得更为全面的信息。
[0003]目前，依据无人机编队来完成实际战场任务已经成为主流研究方向，使用的规划方案多为保证编队协调性的前提下的路径最短原则。然而，以定位为目的的无人机协同工作策略近年也开始被提及。多无人机编队采用时差定位的方式进行定位时，由于各个无人机的空间排布对于定位精度有决定性的影响，所以需要对无人机编队的飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于定位精度的无人机编队航迹规划方法，其特征在于：包括初步规划和精确规划，初步规划是通过传统启发式算法，考虑无人机飞行过程中的安全性和无人机运动学限制，设置合适的步长对主机进行航迹规划；初步规划生成主机的航迹，并记录主机在每个步长结束时的位置，作为精确规划时需要运算的航迹点；精确规划通过多目标粒子群寻优算法，针对初步规划的主机航迹点运算出从机在安全性、定位精度、路程长度为综合代价并满足无人机最大通信距离、最小防碰撞距离限制的最优航迹，具体步骤为：步骤1：将无人机编队航迹规划问题建模为综合考虑无人机最大通信距离、最小防碰撞距离、路程长度、安全性、定位精度、无人机运动学限制作为代价的无人机编队的航迹规划，并获取环境中的障碍物、威胁区域信息；步骤2：通过启发式算法对无人机主机进行初步航迹规划，确定从航迹起点到航迹终点的若干个定位航迹点；步骤3：通过粒子群寻优算法，在步骤2确定的若干个定位航迹点处搜索从机最优空间位置；步骤4：将步骤2、3中确定的主从无人机在各个航迹点处的最优位置形成无人机航迹；步骤5：在定位航迹点处获取各个无人机位置和测量数据，进行解算得到目标位置信息，完成规划。2.根据权利要求1所述的基于定位精度的无人机编队航迹规划方法，其特征在于：在步骤1中将无人机最大通信距离、最小防碰撞距离、路程长度、安全性、定位精度、无人机运动学限制建模为如下模型：(1)最大通信距离：其中：(x
t y
t z
t
)为无人机主机位置，(x
t,i y
t,i z
t,i
)为第i架从机位置，d
max
为无人机最大通信距离；(2)最小防碰撞距离：其中：表示t时刻任意两架无人机的位置，n1≠n2，d
min
为无人机最小防碰撞距离；(3)路程长度：其中：f
dis
为路程代价，v
t,n
为t时刻第n架无人机的飞行速度，N为无人机架数，S为航迹终点位置，为对应t时刻无人机的位置；(4)安全性：f
threat
＝f
anti
+f
prohibit
其中：f
threat
为安全代价，f
anti
为敌方反侦察威胁代价，f
prohibit
为禁飞区域威胁，其中：为禁飞区域威胁，其中：假设存在R个雷达探测区域，第r个雷达探测区域的中心位置坐标可以表示为雷达探测区域的最远探测半径为d
r max
，d
r min
代表第r部雷达预警区域半径，当d
rmin
＜d
t,n,r
≤d
rmax
时，分子部分乘上d
rmin
主要是为了提升威胁代价的数值，否则d
rmin
＜d
t,n,r
≤d
rmax
范围内，威胁代价极小且变化不明显；P
t,n,r
(d
t,n,r
)为t时刻第r个雷达对第n架无人机位置处的单位时间威胁代价，(x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄湘松，于日龙，潘大鹏，陈涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：