基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法技术

本发明专利技术公开了一种基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法。固定翼上实时观测获得观测目标位置及其时间戳组成数据存储，根据贝塞尔曲线建立损失函数，进而建立损失函数的约束；以最小化目标求解确定贝塞尔曲线初步预测跟踪轨迹；在初步预测跟踪轨迹上确定下一时刻预测目标位置，在实时观测目标位置到预测目标位置之间，通过dubins曲线建立最终预设轨迹，实现目标跟踪。本发明专利技术由预测轨迹跟踪目标可提高固定翼的追击速度，同时在目标丢失时，可按预测轨迹继续前进，重新寻找目标，大大减少了目标跟踪速度，提高了固定翼跟踪目标的速度减少了目标丢失的可能性。度减少了目标丢失的可能性。度减少了目标丢失的可能性。

【技术实现步骤摘要】
基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法


[0001]本专利技术涉及无人机
的一种固定翼跟踪目标的规划控制方法，尤其是涉及了一种固定翼无人机跟踪目标时生成预测运动轨迹的规划进而实现目标跟踪的方法，主要涉及到对贝塞尔曲线的二次优化以及固定翼无人机运动轨迹的生成。

技术介绍

[0002]固定翼飞行速度较快的情况下要实现快速跟踪难度较大容易产生目标丢失等问题。需要对轨迹进行预测，并生成符合固定翼运动的轨迹，用于更快跟踪目标，减少丢失概率。由于目前对于固定翼目标追击的研究比较少，未查找到相关研究数据。
[0003]国内有基于安全走廊对贝塞尔曲线进行约束，优化轨迹找到无碰撞路径的应用。但主要用于四旋翼，对固定翼的轨迹优化并没有涉及，关于固定翼快速跟踪目标时，对其运动轨迹进行优化的研究较少。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法，解决了固定翼飞行速度快而且受到动力学约束、在跟踪目标时容易丢失目标的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法，其特征在于方法包括以下步骤：S1、固定翼上实时观测目标的当前位置作为观测目标位置，将观测目标位置及其对应的时间戳信息组成数据存储；S2、根据贝塞尔曲线建立损失函数，进而建立损失函数的约束；S3、对S1获得的历史所有时刻的观测目标位置及其时刻的数据输入到损失函数中，以最小化损失函数为目标进行求解获得最优贝塞尔曲线的参数，进而确定最优贝塞尔曲线作为初步预测跟踪轨迹；S4、然后在初步预测跟踪轨迹上按照时刻顺序确定下一时刻的点作为预测目标位置，在实时获得的观测目标位置到预测目标位置之间，以固定翼的最小转弯半径为约束通过dubins曲线建立固定翼的最终预设轨迹，进而控制固定翼飞行对目标进行跟踪。2.根据权利要求1所述的一种基于贝塞尔曲线二次优化的固定翼目标跟踪方法，其特征在于：所述的损失函数具体如下：征在于：所述的损失函数具体如下：征在于：所述的损失函数具体如下：其中，J
pre
表预测目标与实际目标位置的损失值，表示二范数的平方，B(t
i
)为第i个时刻t
i
的预测目标位置，为第i个时刻t
i
的观测目标位置，为第i个时刻t
i
的权重，ω
p
为二阶正交项权重；t1表示初始的第1个时刻，t
L
表示当前时刻，L为到当前时刻为止的时间长度，i表示时刻的序号；为t时刻的贝塞尔曲线系数，c
u
为贝塞尔曲线的第u个控制点的位置坐标，u表示贝塞尔曲线的控制点的序号，n表示贝塞尔曲线的控制点的总数；为第i个时刻t
i
的贝塞尔曲线系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：金磊城，郑恩辉，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：