[发明专利]多机协同打击的快速航迹规划方法、装置及计算机设备

权利要求书

1.一种多机协同打击的快速航迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取打击目标的信息和N架无人机的初始状态；

根据所述打击目标的信息和预设半径，确定目标防御系统的防御范围；

根据预定的角度分辨率，得到过渡目标状态数量M，在所述目标防御系统的防御范围的水平投影面内确定M个过渡目标状态；

根据N架无人机的初始状态与M个过渡目标状态，采用Dubins曲线的形式，计算得到连接任意初始状态和任意过渡目标状态的四种Dubins曲线；在连接每一个初始状态和每一个过渡目标状态的四种Dubins曲线中选择长度最短的曲线，并保存长度最短的曲线的长度，得到一个N*M阶数字矩阵w_jg,1≤j≤N,1≤g≤M，和相应的N*M条Dubins曲线f_ij-fg；

在N*M阶数字矩阵中按照初始状态到过渡目标状态Dubins曲线最短的原则进行查找，得到N架无人机的初始状态、N架无人机对应的N个过渡目标状态以及每架无人机的初始状态到对应的过渡目标状态的最短可行路径组成的结构数组[p_i'j,p_f'j,f_i'j-f'j],1≤j≤N；其中p_i'j代表第j架无人机的初始状态，p_f'j代表第j架无人机对应的过渡目标状态，f_i'j-f'j代表第j架无人机的初始状态到第j架无人机对应的过渡目标状态的最短可行路径；

在所述结构数组中的N条最短可行路径f_i'j-f'j，1≤j≤N的长度中进行最大值查找，将得到的最大值作为参考航线的长度；

根据所述结构数组中的N架无人机的初始状态和对应N架无人机的过渡目标状态、参考航线的长度以及Dubins曲线的长度与圆弧半径的关系，以N条最短可行路径均与所述参考航线的长度一致为依据，计算得到N架无人机的期望航线；

根据所述期望航线，对N架无人机的期望航线进一步空间分层，用于实际的无人机飞行控制；

其中：在N*M阶数字矩阵中按照初始状态到过渡目标状态Dubins曲线最短的原则进行查找，得到N架无人机的初始状态、N架无人机对应的N个过渡目标状态以及每架无人机的初始状态到对应的过渡目标状态的最短可行路径组成的结构数组[p_i'j,p_f'j,f_i'j-f'j],1≤j≤N，包括：

设置结构数组为空，所述结构数组为[p_i'd,p_f'd,f_i'd-f'd]，其中：p_i'd代表第d架无人机的初始状态；p_f'd代表第d架无人机的过渡目标状态；f_i'd-f'd代表从第d架无人机的初始状态到第d架无人机的过渡目标状态的最短可行路径；

在所述N*M阶数字矩阵中进行最小值搜索，得到N*M阶数字矩阵的最小值w_ab；

根据所述N*M阶数字矩阵的最小值w_ab在所述N*M阶数字矩阵中所处的行和列，确定对应第a架无人机的过渡目标状态p_fb，所述第a架无人机的过渡目标状态的方位角为

根据第a架无人机的初始状态p_ia以及第a架无人机的过渡目标状态p_fb，确定从第a架无人机的初始状态p_ia到第a架无人机的过渡目标状态p_fb的最短可行路径f_ia-fb；

将第a架无人机的初始状态p_ia以及第a架无人机的过渡目标状态p_fb以及从第a架无人机的初始状态p_ia到第a架无人机的过渡目标状态p_fb的最短可行路径f_ia-fb保存为所述结构数组的第一个元素[p_i'1,p_f'1,f_i'1-f'1]；

将所述N*M阶数字矩阵中的第a行和第b列删除，得到(N-1)*(M-1)阶数字矩阵；

设置查询次数k，k为大于等于1的整数；

以为起始方位角，相隔确定一个过渡目标状态的方位角根据过渡目标状态的方位角除以角度分辨率，并进行取整操作，得到待查找的列号；

在(N-k)*(M-k)阶数字矩阵中所述待查找的列号对应的列中进行最小值查找，得到待查找列最小值；

根据所述待查找列最小值的行号确定方位角对应的无人机；

根据所述待查找列最小值确定方位角对应的无人机的初始状态到对应过渡目标状态的最短可行路径；

将方位角对应的无人机的初始状态、所述方位角对应的无人机的过渡目标状态、所述方位角对应的无人机的初始状态到对应过渡目标状态的最短可行路径保存为所述结构数组的第k+1个元素[p_i'k+1,p_f'k+1,f_i'k+1-f'k+1]；

将(N-k)*(M-k)数字矩阵中所述待查找列最小值所在的行和列删除，得到一个(N-k-1)*(M-k-1)的矩阵；

当查找次数满足预先设置的查找输出条件时，查找停止；得到N架无人机的初始状态、N架无人机对应的N个过渡目标状态以及每架无人机的初始状态到对应的过渡目标状态的最短可行路径组成的结构数组[p_i'j,p_f'j,f_i'j-f'j],1≤j≤N；所述预先设置的查找输出条件为k＝N-1。