反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法技术

本发明专利技术提供了一种反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，包括：基于执法无人机运动场景的环境信息，建立执法无人机路径规划空间的模拟环境地图，通过模拟环境地图设置目标函数；基于目标函数，利用改进的A*算法预规划执法无人机的路径；执法无人机基于预规划的路径飞行过程中，采用粒子群优化方法进行局部避障，从而获取最优路径；判定黑飞飞行器的位置变化是否超过设定阈值，超过设定阈值则重新回到设置全局规划路径阶段。通过对执法无人机的路径规划，使其能够快速、安全地飞抵黑飞飞行器处，进而对其近距离实施打击，解决了传统手持式反无人机系统的发射功率大、目标定位不精确、引入二次威胁等问题。不精确、引入二次威胁等问题。不精确、引入二次威胁等问题。

【技术实现步骤摘要】
反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法


[0001]本专利技术涉及反制飞行器低空飞行
，尤其涉及一种反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法。

技术介绍

[0002]当前无人机等低空空域飞行器相关技术发展迅速，被广泛应用于国民生产的各行各业。然而，部分不法分子有意或无意的非法使用低空空域飞行器，“黑飞”飞行器的出现加大了低空空域飞行的安全威胁，也给民用航空、军事禁区、安防监控、个人隐私等带来了极大的威胁和挑战。为了及时反制“黑飞”飞行器，并尽可能减少反制过程引入二次威胁，利用携带电磁发射器、捕捉网发射器等的执法无人机实施抵近反制或打击成为高效、安全的反制手段。因此，如何在综合考虑油耗、威胁、到达时间及飞行区域等因素的前提下，为执法无人机规划出最优或最满意的飞行路径以保证圆满地完成反制任务成为亟待解决的问题。
[0003]因此，有必要开发一种反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，能够为携带电磁发射器、捕捉网发射器等的执法无人机快速规划最优路径，及时准确地飞抵低空空域“黑飞”飞行器实施精准反制或打击。<br/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，其特征在于，所述执法无人机路径规划方法包括：设置目标函数，基于执法无人机运动场景的环境信息，建立所述执法无人机路径规划空间的模拟环境地图，通过所述模拟环境地图设置目标函数；全局规划路径，基于所述目标函数，利用改进的A*算法预规划所述执法无人机的路径；局部规划路径，所述执法无人机基于预规划的所述路径飞行过程中，采用粒子群优化方法进行局部避障，从而获取最优路径；重新规划路径，判定黑飞飞行器的位置变化是否超过设定阈值，超过所述设定阈值则重新回到设置所述全局规划路径阶段。2.根据权利要求1所述的反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，其特征在于，建立所述执法无人机路径规划空间的模拟环境地图包括：通过所述执法无人机携带的传感器获取障碍物信息和所述黑飞飞行器位置，对所述执法无人机飞行空间中的障碍物信息进行规则化处理，生成模拟环境地图，用空间里点(x,y,z)的集合表示执法无人机飞行空间，(x,y)表示该点的水平位置，z表示该点的高度数据；所述集合为{(x,y,z)|x
min
≤x≤x
max
，y
min
≤y≤y
max
，z
min
≤z≤z
max
}；其中，所述执法无人机飞行空间的边界由(x
min
,y
min
,z
min
)和(x
max
,y
max
,z
max
)进行限制。3.根据权利要求2所述的反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，其特征在于，所述目标函数为：先将所述执法无人机的飞行空间路径分成n段，对其中第1,2,
…
,n
‑
1个节点计算代价，(x
i
，y
i
，z
i
)为所述飞行空间路径上第i个点的坐标；基于所述无人机的飞行空间路径，建立路径规划的所述目标函数：式中，J为总的目标函数，即执法无人机的实际代价；ω
i
为权重因子(针对不同任务场景人为设置)ω1、ω2、ω3分别对应威胁代价J1、路径长度代价J2和高度代价J3；J1为威胁源代价；L
ij
为起始位置到黑飞飞行器的距离；t
k
为威胁因子，即障碍物对执法无人机的影响程度；d
1,k
为第k个障碍物与飞行空间路径上第1个点之间的距离，d
2,k
为第k个障碍物与飞行空间路径上第2个点之间的距离；N
t
为障碍物的总数量；J2为路径长度代价，由路径上相邻两节点的欧式距离||X
i
X
i+1
||累加得到；J3为高度代价，定义为执法无人机路径平均高度。
4.根据权利要求3所述的反制低空空域飞行器的执法无人机路径规划方法，其特征在于，所述全局规划路径包括：对A*算法重新构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传云，孟琳琳，高骞，曾跨省，李振飞，张亚娟，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：