[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

说明书

本申请涉及一种多机协同打击的快速航迹规划方法、装置及计算机设备。所述方法获取打击目标信息和N架无人机的初始状态，确定M个过渡目标状态；采用四种类型的Dubins曲线连接任意初始状态和任意过渡目标状态，并保存最短曲线的长度，得到N*M阶数字矩阵和对应N*M条最短可行路径；在该矩阵中按照初始状态到过渡目标状态路径最短的原则查找，得到包括初始状态、过渡目标状态及对应最短可行路径的结构数组；以数组中最短可行路径的最大长度为参考航线长度，利用Dubins曲线长度与圆弧半径的关系计算Dubins曲线半径，得到N架无人机期望航线，并进行空间分层，用于实际无人机飞行控制。该方法可实现多机协同打击时多台无人机的航线进行快速规划。

技术领域

本申请涉及无人机及航迹规划技术领域，特别是涉及一种多机协同打击的快速航迹规划方法、装置及计算机设备。

背景技术

随着航空科技的进步和军事斗争需求的牵引，无人机多机协同攻击多目标将成为未来战争的一种重要模式，多架无人机协同攻击多目标中的目标分配和航迹生成是多架无人机协同作战的关键技术。

航迹规划就是最大限度地利用地形信息和敌情信息，综合考虑无人机导航精度和机动能力的限制，在适当的时间内计算出从现在位置到指定位置的最优或次优的飞行轨迹，能使UAV回避敌方威胁环境，安全地完成预定任务。

传统的快速航迹规划方法不能实现对多机协同打击时多台无人机的航线进行快速规划。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现对多机协同打击时多台无人机的航线进行快速规划的多机协同打击的快速航迹规划方法、装置及计算机设备。

一种多机协同打击的快速航迹规划方法，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。