[发明专利]一种无人机跟踪移动目标航迹规划方法

权利要求书

1.一种无人机跟踪移动目标航迹规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)根据移动目标的运动特性以及当前时刻位置，计算未来设定时间ΔT后，移动目标的位置信息；

(2)无人机以一定距离绕移动目标盘旋的方式对移动目标进行实时跟踪，将盘旋圆称为对峙圆，盘旋过程中无人机与移动目标的距离称为对峙距离，并将对峙距离确定为无人机携带探测载荷的最大作用距离R；

(3)计算当前时刻无人机位置与未来ΔT时间后移动目标位置之间的距离，根据计算的距离和对峙距离R确定无人机位于对峙圆的位置，根据无人机位于对峙圆的位置以及无人机速度确定对峙圆上临时目标点；

(4)计算无人机受到临时目标点的人工势场引力与无人机受到障碍物的人工势场斥力；

(5)根据临时目标点对无人机的人工势场引力和障碍物对无人机的人工势场斥力，计算无人机受到的合力，将合力方向作为无人机在当前位置的规划速度方向，并设置航迹规划步长，保持无人机速度大小不变，计算设定时间Δt后无人机的位置；其中，Δt＜＜ΔT；

(6)每隔Δt重复步骤(4)和步骤(5)，得到ΔT时间内的无人机航迹；返回步骤(1)。

2.根据权利要求1所述的一种无人机跟踪移动目标航迹规划方法，其特征在于，步骤(3)具体包括以下步骤：

(3.1)计算当前时刻无人机位置与未来ΔT时间后移动目标位置之间的距离d；

(3.2)根据d与R的大小关系，确定对峙圆上临时目标点，分为三种情况：当无人机处于对峙圆外时，沿当前无人机位置做对峙圆的切线确定临时目标点，当无人机处于对峙圆内时，根据无人机与移动目标位置点之间连线的反向延长线与无人机速度的角平分线和对峙圆的交点确定临时目标点，当无人机处于对峙圆上时，以无人机当前位置为圆心做圆，根据与对峙圆的交点确定临时目标点。

3.根据权利要求1所述的一种无人机跟踪移动目标航迹规划方法，其特征在于，步骤(3.2)具体包括以下步骤：

根据d与R的大小关系，确定对峙圆上临时目标点，分为以下三种情况：

1)当d＞R时，无人机处于未来对峙圆外，沿当前无人机位置做对峙圆的两条切线，分别交对峙圆于点A与点B，两条切线UA、UB与无人机速度V夹角分别为α₁和α₂，当α₁≤α₂时，规定临时目标点为点A，当α₁＞α₂时，规定临时目标点为点B；其中，规定0≤α₁≤π，0≤α₂≤π；

2)当d＜R时，无人机处于未来对峙圆内，做无人机与移动目标位置点O之间连线UO的反向延长线，交对峙圆于点C，以无人机当前位置U为顶点，做UC与无人机速度V角平分线交对峙圆于点D，规定临时目标点为点D；

3)当d＝R时，无人机位于未来对峙圆上，以无人机当前位置为圆心，以V×ΔT为半径做圆，交对峙圆于点E和点F，无人机速度V与UE、UF的夹角分别为α₃、α₄，当α₃≤α₄时，规定临时目标点为点E，当α₃＞α₄时，规定临时目标点为点F；其中，规定0≤α₃≤π，0≤α₄≤π。