[发明专利]一种异构警戒飞行器持续巡逻策略规划方法

说明书

本发明提供了一种异构警戒飞行器持续巡逻策略规划方法，通过探测空间设置和栅格价值计算，再进行单巡逻周期、起飞时间范围和所需巡逻周期数的计算，设计巡逻策略规划流程，对于规划阶段所对应时间范围和WV起飞时间范围，分别对EF和ER巡逻策略进行规划。本发明有效拓展了巡逻策略规划的范围和有效性，可以辅助指挥员按照警戒时间、警戒飞行器架次、警戒飞行器类型等要求制定巡逻策略，并实现在整个警戒时间内预警效果和稳定性的均衡。发明成果同时有助于传感器网络配置、多无人机和多机器人的协同巡逻任务规划问题。

技术领域

本发明涉及警戒飞行器领域，尤其是一种针对异构、多架次警戒飞行器的持续巡逻策略规划方法，用于为警戒飞行器制定执行任务时的巡逻策略。

背景技术

警戒飞行器(Warning Vehicle，WV)是具有探测功能的飞行器的统称，包括固定翼WV、警戒直升机、警戒无人机等。对于WV来说，巡逻探测获取目标信息是其基本功能。引入单个巡逻周期的概念，代表从WV起飞时刻开始，经过最大工作时间的巡逻之后，返回所属基地并完成燃料补给等休整环节为止的整个阶段的耗时。WV在实际使用过程中可能需要执行较长时间的警戒任务，故WV需要工作多个巡逻周期。WV的工作方式是，WV首先确定将要执行任务的巡逻区域，然后从所属基地出发到达巡逻区域并持续在该区域沿固定航迹执行任务直至返航。舰载WV一般采用该种工作方式执行舰艇编队的防空警戒任务，警戒无人机也常采用该种方式执行特定区域的警戒任务，但鲜有针对异构WV的持续巡逻策略规划方法成果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种异构警戒飞行器持续巡逻策略规划方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括以下步骤：

[步骤1]探测空间设置和栅格价值计算；

WV的探测空间是三维立体空间，以指定高度为基准，探测空间退化为二维平面空间，后续探测空间均指二维平面空间，以指定边长的正方形代表栅格，则栅格是探测空间的最小单元；图4给出了栅格、矩形状探测空间；在选定坐标系基础上，x_min和x_max分别代表沿x轴方向栅格中心的x坐标最小值和x坐标最大值；y_min和y_max分别代表沿y轴方向栅格中心的y坐标最小值和y坐标最大值；探测空间范围表示为{x_min≤x≤x_max；y_min≤y≤y_max},P_B代表不同WV的起飞基地集合，以V(O′(x,y))代表中心为O′(x,y)的栅格对应的价值，所有拟定探测空间的栅格价值之和

[步骤2]单巡逻周期、起飞时间范围和所需巡逻周期数计算；

[步骤2.1]单巡逻周期计算；

派出N型共n_E架WV执行任务，第i(0≤i＜N)型WV共n_i架，WV型号的编号按照探测范围从大往小的顺序，第i型WV表示为集合拟派出WV为WV总架数编号为i的WV对应的以D_T为时间单位的单个巡逻周期其中和分别表示E_i对应的有效航程、安全航程、巡逻速度和进行燃料补给休整环节所耗费的时间；

[步骤2.2]起飞时间范围计算；

设指挥员需针对多架WV制定警戒时间为t_W的巡逻方案，对应时段为[0,t_W]，对编号为i的WV来说，WV起飞时间的范围为[t_E(i),t_L(i)]，其中：

[步骤2.3]所需巡逻周期数计算；