一种小型固定翼无人机双机协同区域侦察方法技术

本发明专利技术提供了一种小型固定翼无人机双机协同区域侦察方法，基于时间同步的侦察区域划分策略，为保证侦察规划的快速性、可靠性，由双机编队中的主机执行统一规划，生成双机编队的完整航路，并完成任务点的分配；每架飞机独立自动执行各自的侦察航路，并实时反馈执行状态。本发明专利技术区域侦察规划实时性好、可靠性高，侦察计划可自动执行，具有较强的工程实现价值和较高的智能化水平，计算效率高、实时性好。实时性好。实时性好。

【技术实现步骤摘要】
一种小型固定翼无人机双机协同区域侦察方法


[0001]本专利技术涉及无人机任务控制
，尤其是一种无人机协同区域侦察方法。

技术介绍

[0002]小型固定翼无人机因其巡航速度快、使用成本低，被广泛应用于空中侦察、监视等任务。对于较大面积区域，两架小型固定翼无人机无人机组成编队执行区域侦察，能够大幅度提高侦察效率。传统上，在编队起飞前，进行侦察规划，将侦察计划加载到每架飞机，起飞后执行。然而，对于编队飞行过程中临时指派的侦察区域，无法根据飞机当前态势在线实时生成侦察计划，只能依靠操作员手动调整计划，加重了操作负担，且计划非最优，侦察效率低。有人考虑将人工智能算法引入到在线多机协同区域侦察设计中，但运算复杂、实时性差，耗时几秒甚至几十秒，无法满足工程化要求。由于小型固定翼无人机的计算资源受限，目前尚无适合在小型固定翼无人机上运行，且满足实时要求的工程化双机协同区域侦察方法。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种小型固定翼无人机双机协同区域侦察方法。本专利技术针对最为常见的凸多边形侦察区域，提出了基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型固定翼无人机双机协同区域侦察方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：基于双机编队时间协同要求，考虑每架飞机的侦察效能，将侦察区域分割为两部分；具体步骤如下：小型固定翼无人机双机编队包括长机M和僚机W，在空中飞行时，无人机操作员对一凸多边形形状的侦察区域P实施编队协同侦察；该凸多边形区域顶点有n个，其中n≥3，凸多边形区域经纬度坐标按逆时针排列分别为(λ1,φ1),(λ2,φ2),
…
,(λ
n
,φ
n
)，凸多边形区域的面积为A
P
，无人机操作员将侦察区域P数据传送到长机M，设长机M当前经度为λ
M
，纬度为φ
M
，高度为H
M
，速度为V
M
，可用最小转弯半径为R
M
；僚机W当前经度为λ
W
，纬度为φ
W
，高度为H
W
，速度为V
W
，可用最小转弯半径为R
W
；长机M的侦察效能，即单位时间内能够侦察的区域面积为A
M
，僚机W的侦察效能，即单位时间内能够侦察的区域面积为A
W
；根据GJB 6304
‑
2008《2000中国大地测量系统》6.7.2中的高斯投影方法，将长机位置、僚机位置、凸多边形区域顶点位置转换到高斯投影平面直角坐标系中，长机位置、僚机位置、凸多边形区域顶点位置对应的坐标分别为(x
M
,y
M
)、(x
W
,y
W
)、(x
i
,y
i
)，其中1≤i≤n；编队协同执行任务需要在时间上协调一致，因此双机编队执行协同区域侦察时要做到两架飞机花费时间相同，根据每架飞机的侦察效能，将侦察区域P分割为面积分别为A1、A2的两部分，且满足：长机携带的侦察传感器沿侦察方向视场角为α
M
，垂直于侦察方向视场角为β
M
，则长机侦察效能表示为：僚机携带的侦察传感器沿侦察方向视场角为α
W
，垂直于侦察方向视场角为β
W
，则僚机侦察效能表示为：由公式(1)可得面积分割比例为：在侦察区域所有顶点中选择与长机位置最近的顶点S(x
vs
,y
vs
)作为侦察区域分割起点，其中1≤vs≤n为侦察区域分割起点的序号；从序号为j＝(vs+2)的任务区域顶点开始，其中若j大于n，则对n取余；小于1，则取n，若满足公式(5)：其中A
vs_j
为由序号为vs、vs+1、
…
、j的侦察区域顶点围成的多边形的面积，A
j_vs
为由序号为j、j+1、
…
、vs的侦察区域顶点围成的多边形的面积；按公式(5)继续按逆时针顺序检查下一个任务区域顶点，直到找到序号为k的侦察区域的一个顶点，使得：
其中A
vs_k
为由序号为vs、vs+1、
…
、k的侦察区域顶点围成的多边形的面积，A
k_vs
为由序号为k、k+1、
…
、vs的侦察区域顶点围成的多边形的面积，A
vs_k
‑1为由序号为vs、vs+1、
…
、k
‑
1的侦察区域顶点围成的多边形的面积，A
k
‑
1_vs
为由序号为k
‑
1、k、
…
、vs的侦察区域顶点围成的多边形的面积；由公式(6)可知，在序号为k、k
‑
1的两个任务区域顶点组成的边上，必然存在一点H，称之为分割点，A
vs_H
即是由序号为vs、vs+1、
…
、k
‑
1的侦察区域顶点和点H围成...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞周，张虎虎，张永胜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
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