一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法制造技术

本发明专利技术涉及一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，所述旋翼无人机编队包括0号机、1号机、2号机

【技术实现步骤摘要】
一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法


[0001]本专利技术涉及旋翼无人机航路规划
，尤其涉及一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法。

技术介绍

[0002]无人机编队是指多架无人机为适应任务需求而进行的某种队形排列和任务分配，从而形成一定的秩序飞行，已经成为了军事领域、科研工作者日常工作的重点内容，无人机编队飞行中，要求做好队形设计、控制无人机间的安全距离，做好动态化科学调整，维持航迹的准确性、安全性，以便高效完成指定工作。
[0003]旋翼无人机编队航路规划是在编队中长机航路规划的基础上，在飞行中保持编队队形的航路规划方法，通常基于无人机间通信和避障机制实现。但是无人机间通信需要额外硬件及通信频段、协议的支持，此种方法成本高且复杂，当仅涉及简单行业应用和职业教育时并不适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术点的不足，解决或至少减轻目前的无人机编队航路规划算法因成本高且复杂，不适用于简单行业应用和职业教育的问题，提供一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，所述旋翼无人机编队包括0号机、1号机、2号机
……
n号机，折线航路规划算法包括以下步骤；
[0007]a、根据需求规划0号机的航路，0号机的航路呈环形且包括依次设置的A、B、C、D、E
……<br/>等多个航路点，0号机沿航路点依次直线飞行，0号机的航路内角为锐角的个数为偶数；
[0008]b、根据0号机的航路规划1号机的航路，1号机的航路呈环形且包括依次设置的A
’
、B
’
、C
’
、D
’
、E
’……
等多个航路点，1号机的航路点与0号机的航路点一一对应，1号机沿航路点依次直线飞行，1号机的各段航路分别与0号机的各段航路平行，1号机和0号机相对应的航路的垂直距离相等，所述垂直距离为d，1号机和0号机的高度差为h；
[0009]c、根据1号机的航路依次规划后续无人机的航路。
[0010]为了进一步实现本专利技术，可优先选用以下技术方案：
[0011]优选的，所述步骤b中，航路点内角为α，航路间垂直距离最大值为d
max
，则：
[0012][0013]优选的，所述航路点内角时，取航路间垂直距离为d
max
，按以下公式计算推算
航路点B
’
与B形成的矢量的距离d
w
和方向
[0014][0015][0016]优选的，所述无人机的航路速度为v，1号机AB段航路与0号机A
’
B
’
段航路的距离差为x，0号机在B航点的延时时间为t；
[0017][0018][0019]优选的，所述航路点内角时，取航路间垂直距离为d
max
，采用交错航路，按以下公式计算推算航路点B
’
与B形成的矢量的距离d
w
和方向
[0020][0021][0022]优选的，所述0号机B点高度为h
D
，则1号机B
’
点高度为h
D
+h，2号机D”点高度为h
D
，依此类推。
[0023]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术解决的主要问题是在无机间通信、无避障机制支持、甚至无地面站与无人机间通信的条件下，仅通过航路规划实现旋翼无人机编队按照折线航路飞行的效果。根据长机的航路自动生成其他僚机的航路，具有一定的普适性，可防止无人机间碰撞。
[0025]通过几何分析和三角函数计算，由0号机的航路点经纬度得出1号机、2号机等其它编队无人机的航路点经纬度；为避免碰撞，调整航路间距离d，并为不同编号无人机取不同的飞行高度；为保持飞行的一致性，在航路点上设置适当的悬停等待时间，以保证整个编队同步飞离某一航路点。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的折线航路生成图；
[0027]图2为本专利技术的折线航路经纬度推算图之一；
[0028]图3为本专利技术的折线航路经纬度推算图之二；
[0029]图4为本专利技术的交错折线航路图之一；
[0030]图5为本专利技术的交错折线航路图之二；
[0031]图6为本专利技术的交错折线航路图之三；
[0032]图7为本专利技术的交错折线航路相邻两点最小距离变化曲线图；
[0033]图8为本专利技术的交错折线航路推算图之一；
[0034]图9为本专利技术的交错折线航路推算图之二；
[0035]图10为本专利技术的交错折线航路推算图之三；
[0036]图11为本专利技术的实施例2的0号机航路示意图；
具体实施方式
[0037]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0038]下面将结合专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例1：
[0040]如图1所示，一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，所述旋翼无人机编队包括0号机、1号机、2号机
……
n号机，折线航路规划算法包括以下步骤；
[0041]a、根据需求规划0号机的航路，0号机的航路呈环形且包括依次设置的A、B、C、D、E
……
等多个航路点，0号机沿航路点依次直线飞行，0号机的航路内角为锐角的个数为偶数；
[0042]b、根据0号机的航路规划1号机的航路，1号机的航路呈环形且包括依次设置的A
’
、B
’
、C
’
、D
’
、E
’……
等多个航路点，1号机的航路点与0号机的航路点一一对应，1号机沿航路点依次直线飞行，1号机的各段航路分别与0号机的各段航路平行，1号机和0号机相对应的航路的垂直距离相等，所述垂直距离为d，1号机和0号机的高度差为h；
[0043]c、根据1号机的航路依次规划后续无人机的航路。
[0044]所述步骤b中，航路点内角为α，航路间垂直距离最大值为d
max
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，所述旋翼无人机编队包括0号机、1号机、2号机
……
n号机，其特征在于，折线航路规划算法包括以下步骤；a、根据需求规划0号机的航路，0号机的航路呈环形且包括依次设置的A、B、C、D、E
……
等多个航路点，0号机沿航路点依次直线飞行，0号机的航路内角为锐角的个数为偶数；b、根据0号机的航路规划1号机的航路，1号机的航路呈环形且包括依次设置的A
’
、B
’
、C
’
、D
’
、E
’……
等多个航路点，1号机的航路点与0号机的航路点一一对应，1号机沿航路点依次直线飞行，1号机的各段航路分别与0号机的各段航路平行，1号机和0号机相对应的航路的垂直距离相等，所述垂直距离为d，1号机和0号机的高度差为h；c、根据1号机的航路依次规划后续无人机的航路。2.根据权利要求2所述的一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，其特征在于，所述步骤b中，航路点内角为α，航路间垂直距离最大值为d
max
，则：3.根据权利要求2所述的一种无人机间无通信支持的旋翼无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，陈海峰，许智辉，吴军，张玉恒，伦丽，苏敏，岳艳阁，化进科，
申请(专利权)人：郑州亚柏智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：