[发明专利]一种适用于光电载荷无人机系统的任务航线自动规划方法

权利要求书

1.一种适用于光电载荷无人机系统的任务航线自动规划方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：根据上级指挥员下达的光电载荷无人机执行的侦察任务，确定任务对象是侦察目标点还是侦察目标区域，选择执行的任务模式，若侦察目标点，则进入定点模式规划流程，进入步骤2；若侦察目标区域，则进入弓形模式规划流程，即进入步骤3；

步骤2：若为定点模式，则依据以下步骤进行：

步骤2.1：接受侦察任务目标参数输入：驶入目标区域A点经纬度坐标(L_A，B_A)，驶出目标区域B点经纬度坐标(L_B，B_B)，侦察目标点T点经纬度(L_T，B_T)，海拔高度为H_T，无人机在执行侦察任务时相对目标区域的高度为h，无人机围绕目标点作圆周飞行时的盘旋圆的半径为R_T，目标区域为长方形，由上级指挥控制系统下传目标区域的长、宽、以及中心点参数；

步骤2.2：将A点经纬度坐标(L_A，B_A)转换为平面直角坐标下的位置(X_A，Y_A)，将B点经纬度坐标(L_B，B_B)转换为平面直角坐标下的位置(X_B，Y_B)，将侦察目标点T点经纬度(L_T，B_T)，转换为平面直角坐标下的位置(X_T，Y_T)，根据三点的位置计算出A点至T点的距离D_AT以及B点至T点的距离D_BT：

步骤2.3：通过A点作盘旋圆的切线，切点为S点，通过B点作盘旋圆的切线，切点为E点，计算A点至S点的距离D_AS以及B点至E点的距离D_BE：

步骤2.4：A点与目标点T点连线的方向角为α，线段AT与AS形成的夹角为Δα，同样B点与目标点T点连线的方向角为β，线段BT与BE形成的夹角为Δβ，则：

步骤2.5：A点与S点连线的方向角为α′，B点与E点连线的方向角为β′；

若α-β＞0，则

若α-β＜0，则

步骤2.6：根据方向角α′和β′，A点位置坐标(X_A，Y_A)和B点位置坐标(X_B，Y_B)，距离D_AS和距离D_BE，计算S点和E点的位置(X_s，Y_s)和(X_E，Y_E)：

再利用坐标转换将S点和E点的直角坐标(X_s，Y_s)和(X_E，Y_E)转换为经纬度(L_s，B_s)和(L_E，B_E)；

步骤2.7：定点模式的任务航线航点依次为：

A点驶入点：坐标(L_A，B_A，H_T+h)；

S点开始侦察点：坐标(L_s，B_s，H_T+h)，指令为开始侦察，盘旋半径为R_T，盘旋圆心为(L_T，B_T)，盘旋周期为n，经过n次盘旋后进入E点结束侦察；

E点结束侦察点：坐标(L_E，B_E，H_T+h)，指令为结束侦察；

B点驶出点：坐标(L_B，B_B，H_T+h)；

步骤3：若为弓形模式，则依据以下步骤进行：

步骤3.1：接受侦察任务参数输入：侦察区为宽度DW、高度DH的长方形，长方形侦察区的中心点C点的经纬度坐标(L_C，B_C)，侦察区域倾斜角为θ，区域海拔高为H_s，无人机在执行任务时相对于侦察区域的高度为h，弓形航线的间距为d；

步骤3.2：假设区域倾斜角为0度，将区域中心点C点的经纬度坐标(L_C，B_C)，转换为平面直角坐标下的位置(X_C，Y_C)，计算区域顶点0点的位置：

步骤3.3：以四个点为一个循环，计算整个区域的循环次数则整个区域的弓形航线航点数为N＝4n+1，对i从0开始进行循环，i＜n，j＝4n，计算除起始点0点以外的航点位置：

步骤3.4：利用给定角度的坐标变换计算侦察区域倾斜角为θ时的弓形航线航点位置，K为航点序号，K从0开始，*代表侦察区域旋转倾斜角θ之后的弓形航线航点：

将所有航点直角坐标位置转化为经纬度坐标(L_k，B_k)，所有弓形航线航点高度均为H＝H_s+h。