【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机蜂群系统领域，主要涉及一种无人机蜂群稳定空投布撒方法。
技术介绍
1、载机布撒无人机蜂群系统在执行任务时，由载机投放带有抛撒单元的布撒平台，布撒平台高速滑翔抵近目标区域后投放带有大量蜂群无人机的抛撒单元，抛撒单元按时序打开减速伞减速至平衡落速后开始按照一定的投放策略投放蜂群无人机，并由无人机自组网形成大规模集群编队执行预定任务。在抛撒单元投放蜂群无人机时，由于抛撒单元本身扰动巨大、姿态和角速度变化较快，若过于追求投放无人机时刻抛撒单元处于良好姿态，从而使用较为严格的出舱条件判断则很难找到满足要求的投放点，导致无人机无法在约束投放高度、时间等条件下完成所有无人机的出舱；若使用宽松的出舱条件判断则会导致无人机出舱姿态随机性较大，不利于无人机复飞，因此便需要一种稳定有效的空投布撒无人机出舱方案，使得无人机有较为稳定的初始条件并提高复飞成功率，且能够在高度、时间有限的约束下完成所有无人机的投放布撒。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提出一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，使得无人机有稳定的初始条件并提高复飞成功率，且能够在高度、时间有限的约束下完成所有无人机的投放布撒。
2、一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，包括如下步骤：
3、步骤1：导航单元数据滤波平滑；
4、布撒平台主控单元持续从导航单元获得当前的俯仰角、滚转角、偏航角和俯仰角速率，针对使用的俯仰角数据存在的跳点，对俯仰角数据
5、步骤2：将导航单元当前帧平滑后的俯仰角与记录的连续n帧导航单元平滑后俯仰角进行对比判断，确定发射条件；
6、步骤2.1：判断一级约束发射条件；
7、当同时满足一级约束发射条件的所有要求时，采用一级约束算法，如果一级约束发射条件的任意项不满足时，则跳转至步骤2.2；
8、一级约束发射条件为：
9、a.当前时刻大于一级约束的开始时刻t1且小于等于一级约束的中止时刻t2；
10、b.平滑后的俯仰角大于一级约束阈值δmin；
11、c.从导航单元获得的当前帧的俯仰角速率大于俯仰角速率的最小值ωzmin且小于俯仰角速率的最大值ωzmax，俯仰角速率的最小值ωzmin和俯仰角速率的最大值ωzmax为预设值；
12、d.若前n帧平滑后的俯仰角中的第n/2帧是所有数据中的极值点；
13、e.若前帧平滑后的俯仰角呈现单调递增趋势；
14、f.当前帧平滑后的俯仰角与前1～n/2帧平滑后的俯仰角呈现单调递减趋势；
15、g.无人机发射时间间隔为tdelay秒；
16、步骤2.2：判断二级约束发射条件，若同时满足二级约束发射条件的所有条件，则采用二级约束算法；如果二级约束发射条件的任一项不满足，则跳转至步骤2.3；
17、二级约束发射条件为：
18、a.当前时刻大于一级约束的中止时刻t2且小于等于二级约束的终止时刻t3；
19、b.当平滑后的俯仰角大于二级约束阈值δmin_2；
20、c.俯仰角速率不进行任何约束；
21、d.若前n帧平滑后的俯仰角中的第n/2帧是所有数据中的极值点；
22、e.前帧平滑后的俯仰角呈现单调递增趋势；
23、f.当前帧平滑后的俯仰角与前1～n/2帧平滑后的俯仰角呈现单调递减趋势；
24、g.无人机发射时间间隔tdelay秒；
25、步骤2.3：判断三级约束发射条件；
26、若当前时刻大于二级约束的终止时刻t3时且当前时刻小于三级约束的终止时刻t4时，则强制按照tdelay秒的周期发射无人机；若当前时刻小于等于二级约束的终止时刻t3时或当前时刻大于等于三级约束的终止时刻t4时，则当前帧处理结束，跳转至步骤1，开始下一帧的处理。
27、更进一步的，将获得的导航数据中的俯仰角进行滤波平滑的步骤为：
28、步骤1-1：数据定义及初始化；
29、nsmooth最大平滑帧数；nsmooth＝5；
30、f1_δ为当前帧的前面第一帧的俯仰角；当前帧的前面第一帧的俯仰角的初值为0；
31、f2_δ为当前帧的前面第二帧的俯仰角；当前帧的前面第二帧的俯仰角的初值为0；
32、f3_δ为当前帧的前面第三帧的俯仰角；当前帧的前面第三帧的俯仰角的初值为0；
33、f4_δ为当前帧的前面第四帧的俯仰角；当前帧的前面第四帧的俯仰角的初值为0；
34、count为导航单元更新计数；count的初值为0；且count≤nsmooth；
35、δ为当前帧的俯仰角；
36、ωz为当前帧俯仰角速度；
37、sumδ为俯仰角累加和；
38、δsmooth为平滑后的俯仰角；
39、步骤1-2：获取当前帧导航单元的俯仰角δ、俯仰角速度ωz，更新导航单元更新计数，将count的值增加1；如果count大于等于nsmooth，则令count＝nsmooth；否则保持count的值；
40、步骤1-3：更新当前帧前面的第一帧的俯仰角、当前帧前面的第二帧的俯仰角、当前帧前面的第三帧的俯仰角和当前帧前面的第四帧的俯仰角；
41、更新当前帧的前面第一帧的俯仰角、当前帧的前面第二帧的俯仰角、当前帧的前面第三帧的俯仰角和当前帧的前面第四帧的俯仰角的计算步骤为：
42、f4_δ＝f3_δ；
43、f3_δ＝f2_δ；
44、f2_δ＝f1_δ；
45、f1_δ＝δ；
46、步骤1-4：获取平滑后的俯仰角；
47、对当前帧、当前帧的前面第一帧的俯仰角、当前帧的前面第二帧的俯仰角、当前帧的前面第三帧的俯仰角和当前帧的前面第四帧的俯仰角进行求和；
48、sumδ＝δ+f1_δ+f2_δ+f3_δ+f4_δ
49、
50、δsmooth即为平滑后的俯仰角。
51、更进一步的，一级约束具体算法的步骤如下：
52、1)当前时刻大于一级约束的开始时刻t1且小于等于一级约束的中止时刻t2时，计算判断条件stateδ和stateωz；
53、当δsmooth>δmin且δsmooth<0时，stateδ的值为1，当δsmooth>δmin或δsmooth<0任意项不满足时，stateδ的值为0；
54、当ωz≥ωzmin且ωz≤0时，stateωz的值为1；当ωz≥ωzmin或ωz≤0任一项不满足时，stateωz的值为0；
55、其中ωz为导航单元俯仰角速率；ωzmin俯仰角速率的最小值；
56、2)寻找平滑后的俯仰角是否满足极值判断条件stateextreme本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于，将获得的导航数据中的俯仰角进行滤波平滑的步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于，一级约束具体算法的步骤如下：
4.根据权利要求1所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于，二级约束算法的步骤为：
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法。
【技术特征摘要】
1.一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于，将获得的导航数据中的俯仰角进行滤波平滑的步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种高速度大扰动条件下的无人机蜂群稳定空投布撒方法，其特征在于，一级约束具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹汝平，井璐琦，周健，焦迎杰，赵阳阳，程鹏飞，刘亮亮，刘重，李锐，张文飞，王博航，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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