[发明专利]一种激光供能无人机轨迹优化和通信功率的能量分配方法

权利要求书

1.一种激光供能无人机轨迹优化和通信功率的能量分配方法，其特征在于，所述能量分配方法包括以下步骤：

S1、无人机在激光源上方以r₁为半径的圆飞行n₁圈获取足够的净能量，其净能量为：

S2、无人机获取足够的净能量后沿l₁l₂切线匀加速飞入传感器上方，能耗：

S3、无人机在传感器上以r₂为半径的圆飞行n₂圈传输信息给传感器，能量消耗为：

其中，V₁、V₂分别是无人机在轨迹半径在r₁和半径r₂上的速度大小，V₁₂是在轨迹l₁l₂上的平均速度，C＝ηA_rQK，η是能量转换效率，A_r是接收透镜的面积，Q是整个的传输光学接收效率，K是另一个损失因子，是激光源给无人机的传输功率，e是自然对数，a是大气传播介质的衰减系数，D₁是发射时激光束的大小，H是无人机距离地面的高度，Δθ₁是角传播的大小，c₁和c₂是跟无人机的重量、机翼面积、空气密度等相关的两个参数，l₁₂是轨迹l₁l₂的长度值，g是重力加速度，是无人机传输给传感器功率的平均值。

2.根据权利要求1所述的能量分配方法，其特征在于，所述步骤S1还包括以下步骤：

S11、利用无人机从激光源获取的总能量减去无人机飞行消耗的飞行能耗得到净能量，其净能量为

其中，T是飞行时间。

3.根据权利要求2所述的能量分配方法，其特征在于，所述步骤S11还包括以下步骤：

S111、根据飞行速度与飞行能耗的函数关系在飞行能耗最小时求得飞行速度，其飞行速度为：。

4.根据权利要求2所述的能量分配方法，其特征在于，所述步骤S11还包括以下步骤：

S112、将获取的无人机飞行速度带入飞行能耗函数式得到无人机以r为半径的飞行轨迹能耗，其飞行轨迹能耗为：

其中，V^*≤V_max。

5.根据权利要求2所述的能量分配方法，其特征在于，所述无人机的总能耗包括飞行能耗和通信能耗。