[发明专利]反无人机绳网捕获方法

权利要求书

1.反无人机绳网捕获方法，其特征在于：首先向无人机目标发射封装有绳网发射机构的捕获平台；当捕获平台飞行至距离无人机目标一定距离时，捕获平台以设定的发射速度以及发射角度发射绳网，其中绳网背面连接有降落伞伞包，绳网展开与无人机目标发生碰撞缠绕，完成无人机目标的捕获；捕获完成后，降落伞伞包打开且充气张满后与捕获有无人机目标的绳网一起稳定下落，其中捕获平台发射绳网时捕获平台的发射角度包括捕获平台发射绳网时捕获平台的攻角α和俯仰角θ，捕获平台发射绳网时捕获平台的发射速度以及发射角度的优化设计方法，包括：

(1)确定绳网捕获无人机目标的判断依据；

设无人机目标沿水平方向飞行的速度变化范围为其中无人机目标竖直方向的最大机动半径为R；定义绳网成功捕获无人机目标的判据为：绳网与无人机碰撞的时刻，绳网网口组成的多边形在竖直平面内的投影面S^NP能够覆盖无人机的大概率位置点的集合S^UAV；

令绳网发射瞬间，捕获平台距离无人机机动平面的中心点的水平距离为d^UAV，无人机高度与捕获平台高度的高度差为h^UAV；绳网从发射开网展开至S^NP能够刚好覆盖S^UAV所需要的时间为绳网的投影面S^NP从开始到结束覆盖S^UAV期间绳网的飞行时间为

为了保证无人机在最快水平速度飞行的情况下捕获任务能够成功，绳网从发射开网展开至S^NP能够刚好覆盖S^UAV所需要的时间需要满足

其中为时间内绳网的水平飞行距离，由仿真计算得到；

为了保证无人机在最小水平飞行速度运行的情况下捕获任务能够成功，绳网的投影面S^NP从开始到结束覆盖S^UAV期间绳网的飞行时间需要满足

其中为时间内绳网的水平飞行距离，由仿真计算得到；

综上，得到绳网成功捕获无人机的判断依据为必须满足下列不等式方程组

(2)根据影响绳网展开的因素选取待优化的自变量；

选取的待优化的自变量包括发射绳网时捕获平台自身的运动参数和捕获平台与无人机的相对位置参数；

(3)确定目标函数；

在满足绳网捕获无人机的判断依据即满足公式(3)的前提下，以最小化和最大化为优化目标，即目标函数为：

其中x^UAV为步骤(2)中确定的待优化的自变量；

(4)利用多目标优化算法对目标函数进行优化，得到优化后的目标函数值以及其对应的自变量，其中就包括发射绳网时捕获平台自身的运动参数和捕获平台与无人机的相对位置参数。

2.根据权利要求1所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：以导弹的形式向无人机目标发射封装有绳网发射机构的捕获平台。

3.根据权利要求2所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：所述捕获平台其自身包括弹壳收集用降落伞伞包，捕获平台发射绳网之后，弹壳收集用降落伞伞包打开且充气张满后与捕获平台一起稳定下落。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：步骤(2)中发射绳网时捕获平台自身的运动参数包括发射绳网时捕获平台的速度v_missile，捕获平台发射绳网时捕获平台的攻角α和捕获平台的俯仰角θ；发射绳网时捕获平台与无人机的相对位置参数包括发射绳网时捕获平台距离无人机机动平面的中心点的水平距离为d^UAV和无人机高度与捕获平台高度的高度差为h^UAV。

5.根据权利要求4所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：步骤(3)中待优化的自变量还包括一种以上的绳网参数。

6.根据权利要求5所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：绳网参数包括绳网的大小与构型、绳网所用材料、绳网的质量、绳网的折叠方式、网包的尺寸与材料、绳网内部绳索的直径、加强绳的直径、质量块的质量。

7.根据权利要求4所述的反无人机绳网捕获方法，其特征在于：所述多目标优化算法为多目标遗传算法或者基于遗传算法的边界法线交叉法或者分解的多目标进化算法。