【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞控领域，尤其涉及一种折返几字形覆盖式搜索航路规划方法。
技术介绍
1、无人机集群一般有三种任务模式，分别是侦察、打击、察打一体。在侦察模式下，无人机集群协同对多个目标区域进行覆盖式搜索，获取全局态势信息。在执行任务前，集群及子群决策控制层根据环境态势及无人机能力等对各子群进行任务分配和航路规划。航路规划分为从子群集结后到飞至侦察任务区域的途中航路规划和在侦察任务区域内执行任务的侦察任务区域内的航路规划。以执行侦察任务区域内的覆盖式目标搜索为例，无人机起飞后，集结为不同的子群以适当的编队形式分赴不同的目标搜索区域，到达后，子群编队对目标区域按照侦察任务区内的航路规划路线进行协同搜索，搜索完成后，子群编队前往下一侦察任务区域或者返航。基于侦察任务区域内的覆盖式搜索航路规划方法目前常用的为单程几字形搜索算法。如果按照集群中侦察无人机的最大高度值和侦察最大视线角计算出的单边搜索覆盖宽度小于无人机的最小转弯半径，则侦察范围不能达到侦察区域的全覆盖，因此单程几字形搜索算法无法满足侦察区域的全覆盖搜索要求。
技术实现思路
1、本申请提出一种折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，该算法在侦察无人机的侦察扫描宽度小于无人机的最小转弯半径时，使用单程几字形搜索算法无法满足侦察区域的全覆盖搜索要求时，使用该折返几字形搜索航路规划方法可以保证侦察任务区域的全覆盖搜索要求。
2、本专利技术的技术方案：1、一种折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，所述方法包括：
3、s1：根据
4、s2：找到距离初始进入航线最远的侦察任务区域的顶点，并计算其最远距离d_max，求取剩余搜索宽度d_tback；初始进入航线为航路点1和航路点2组成的航线，
5、s3：根据剩余搜索宽度，计算折返次数、剩余扫描宽度、航路点数量；计算飞出航线组的第一条航线；其中，飞出航线组的第一条航线为航路点3和航路点4组成的航线；航路点3为飞出航线组第一条航线的起始航路点，航路点4为飞出航线组第一条航线的最后一个航路点；
6、s4：如果实际折返次n_tback≥1，分别求解进入航线组的航路点和飞出航线组的航路点；
7、s5：根据剩余扫描宽度d_residual和扫描宽度scan_w的关系，求进入航线组最后一条航线上的两个航路点及飞出航线组最后一条航线上的两个航路点；
8、s6：把所有航路点转变成可飞航路点，如果偶数航路点处的转弯角<60°并且偶数航路点号≠航路点数量，由偶数航路点向其下一航路点、下二航路点组成的直线做垂线，垂足替代下一航路点；
9、如果偶数航路点处的转弯角>100°并且偶数航路点号≠航路点数量，由偶数航路点的下一航路点向偶数航路点和上一航路点组成的直线做垂线，垂足替代偶数航路点，否则，航路点不变；
10、s7：如果偶数航路点和上一航路点之间的航段长度<最小转弯直径并且偶数航路点号≠航路点数量，则延长航段长度至最小转弯直径并将延长后的点替代偶数航路点，否则，航路点不变。
11、具体的，s1包括：
12、s11：把侦察任务区域所有顶点以及集结点的经纬度坐标，全部转换成基于第一个顶点的北东位置坐标；其中，第一个顶点为侦察任务区域的任意一个顶点，以此顶点为编号第一点，按照顺时针方向对所有顶点进行编号；
13、s12：求集结点和侦察任务区域所有顶点之间的距离并找到侦察任务区域所有顶点中距离集结点最近的顶点，并把此顶点定义为航路点1；
14、s13：找到包含最近顶点的侦察任务区域两条边中较长的一条边，从距离集结点最近的顶点到较长边另一顶点的方向即为侦察任务区域的初始进入航向，距离集结点最近的顶点为航路点1，较长边的另一顶点为航路点2；
15、s14：根据航路点1和航路点2计算初始搜索航线和初始搜索航向；根据航路点1和航路点2计算侦察任务区域的初始搜索航线的斜截式方程，根据初始搜索航向和侦察任务区域的第三个顶点计算转弯方向。
16、具体的，剩余搜索宽度d_tback计算公式如下：
17、d_tback＝d_max-search_width-scan_w
18、其中，search_width为最小转弯直径，scan_w为扫描宽度。
19、具体的，s3包括：
20、s31：利用公式n_tback_0＝floor(d_tback/scan_w)，计算折返次数n_tback_0，其中，floor表示向下取整；
21、s32：利用公式d_residual＝d_tback–n_tback_0*scan_w，计算剩余扫描宽度d_residual；
22、s33：如果剩余搜索宽度d_tback<0，实际折返次数n_tback＝0，航路点数量＝2；
23、如果剩余搜索宽度d_tback≥0并且d_residual≤(scan_w/2)，那么实际折返次n_tback＝n_tback_0，航路点数量＝4+4*n_tback；
24、如果剩余搜索宽度d_tback≥0并且d_residual>(scan_w/2)，那么实际折返次n_tback＝n_tback_0+1，航路点数量＝4+4*n_tback，
25、s34：根据公式seg_space＝search_width+scan_w，计算进入航线组的第一条航线与飞出航线组的第一条航线之间的距离seg_space，
26、s35：根据距离seg_space、航路点1、航路点2确定飞出航线组的第一条航线。
27、具体的，s4包括：
28、s41：如果n_tback>＝1，求进入航线组的航路点，航路点编号分别为1+4*i和2+4*i，航路点为与初始航线的距离依次为scan_w*i的平行线和侦察任务区域上下规划线的交点；其中，i＝1，…，n_tback；
29、s42：计算飞出航线组的航路点，航路点编号分别为3+4*i和4+4*i，与初始航线的距离依次为seg_space+scan_w*i的平行线和侦察任务区域上下规划线的交点；其中，i＝1，…，n_tback。
30、具体的，s5包括：
31、s51：对剩余扫描宽度d_residual和扫描宽度scan_w的关系进行判断；如果d_residual≤(scan_w/2)，则执行步骤s52和步骤s53；如果d_residual>(scan_w)/2，则执行步骤s54和步骤s55；
32、s52：求进入航线组最后一条航线上的两个航路点，这两个航路点为距离初始航线为(d_max-d_residual-search_width)的平行线和侦察任务区域上下规划线的交点；
33、s53：求飞出航线组最后本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S1包括：
3.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，剩余搜索宽度D_Tback计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S3包括：
5.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S4包括：
6.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S5包括：
7.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S6包括：
8.根据权利要求6所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，S55中的最后一组进入航线和飞出航线之间的间距Space_Residual计算公式如下：
【技术特征摘要】
1.一种折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，s1包括：
3.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，剩余搜索宽度d_tback计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的折返几字形覆盖式搜索航路规划方法，其特征在于，s3包括：
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦玮，张翔伦，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：
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