[发明专利]无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法

说明书

一种无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法，包括以下步骤：步骤S1：基于已知被侦察目标群中所有被侦察目标的位置坐标，算得初步规划路线；步骤S2：采用点坐标变换计算方法获得无人机在单侧成像约束条件下到达理论侦察位置的坐标；步骤S3：参照步骤S1的初步规划路线，得到无人机飞往理论侦察位置的理论侦察规划路线；步骤S4：计算出理论侦察规划路线对应的飞行里程；步骤S5：多次循环步骤S1～S4，得到多种理论侦察规划路线，以及多个对应的飞行里程；步骤S6：以多种理论侦察规划路线中的飞行里程最短的理论侦察规划路线为目标函数，获取该飞行里程最短的理论侦察规划路线，即得到无人机在单侧成像约束条件下飞往实际侦察位置的最优侦察路线。

技术领域

本发明涉及无人机任务规划领域，具体涉及一种无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法。

背景技术

无人机是一种具有自主飞行能力和独立执行任务能力的新型工具，不仅在新型作战中能够执行军事侦察、监视、搜索等任务，在地震等自然灾害面前，也能够单独完成灾情巡查。随着无人机技术的快速发展，无人机将应用于未来的很多场景。

为了提高无人机的使用效率，无人机的调度人员往往需要在无人机出发前规划好无人机的飞行路线，使得这些无人机能够更好的发挥其作用。无人机在对目标侦察时，会根据不同目标的特点采用不同的扫描方式，广域搜索模式就是其中一种典型的扫描方式。无人机在广域搜索模式下对目标进行成像的成像方式受特定带宽约束，而且通常限定成像传感器只能在无人机的一侧成像，成像传感器的位置确定后，在后续无人机执行任务的过程中不再做调整。

目前对无人机在单侧成像约束条件下的路线规划的研究方案仍有很多有待完善之处。例如，有的研究方案通过先找到无人机飞往预定被侦察目标正上方的最优路线规划，在此基础上再根据无人机成像范围的约束，以被侦察目标为圆心作圆，进而通过寻找相邻的圆的切线得到较优的路径规划。这种路线规划方案所找到的单侧成像约束条件下的路线规划方案只是局部最优解，且在被侦查目标数量较大时，可行性较差，不能很好的适用于实际的侦察任务的规划。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法。

本发明提供了一种无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法，基于已知被侦察目标群中所有被侦察目标的位置坐标，求得无人机在单侧成像约束条件下飞往侦察位置的最优侦察路线，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于已知被侦察目标群中所有被侦察目标的位置坐标，采用初步规划算法计算得到无人机在没有单侧成像约束条件时飞往预定被侦察目标A1的正上方的初步规划路线；步骤S2：根据预定被侦察目标A1的位置坐标以及初步规划路线，采用点坐标变换计算方法获得无人机在单侧成像约束条件下到达理论侦察位置的坐标；步骤S3：将步骤S2获得的无人机应到达理论侦察位置的坐标，参照步骤S1的初步规划路线，得到无人机在单侧成像约束条件下飞往理论侦察位置的理论侦察规划路线；步骤S4：根据步骤S3获得的理论侦察规划路线，计算出理论侦察规划路线对应的飞行里程；步骤S5：多次循环步骤S1～S4，得到多种理论侦察规划路线，以及多个对应的飞行里程；步骤S6：以多种理论侦察规划路线中的飞行里程最短的理论侦察规划路线为目标函数，采用预定求解算法获取该飞行里程最短的理论侦察规划路线，该理论侦察规划路线即为无人机在单侧成像约束条件下飞往侦察位置的最优侦察路线。

在本发明提供的无人机单侧成像约束条件下的路线规划方法中，还可以具有这样的特征：其中，单侧成像约束条件包括:无人机只能在一侧成像；无人机的成像范围为2km～8km。