[发明专利]一种无人艇集群对海打击方法

权利要求书

1.一种无人艇集群对海打击方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：针对入侵目标，根据基地与入侵目标的距离以及基地所含无人艇数量，确定无人艇集群分配调度方案；

步骤2：根据打击位置与基地位置，考虑海域平面静态障碍物位置，规划无人艇集群运动的全局路径；结合海域平面上的动态障碍物位置和静态障碍物位置，基于速度障碍法(VO)和交互速度障碍法(RVO)确定无人艇集群避障安全航行控制方案，使得无人艇到达各自打击位置；

步骤2具体包括如下内容：

步骤2-1：基于导弹的有效射程，选取无人艇集群安全的打击位置，具体计算方式为：

其中，(x^target，y^target)为目标位置；为所选取的第i个安全打击位置，R代表目标的最佳打击距离，为所选取的第一个安全打击位置，α为安全打击位置的分散角度，θ为第一个打击位置与水平方向的角度；

步骤2-2：针对具有复杂地理特征海域的路径规划，对栅格化的静态障碍物进行“膨化”处理，输出栅格化含障碍物海域矩阵；向A*算法输入无人艇起始位置，终点位置以及无人艇集群所处海域环境的栅格化处理矩阵，得到无人艇集群的全局路径规划方案通过换算，返回实际坐标系下对应的有序坐标点序列Path(l)＝(x_l，y_l)，l＝1，…，N^Path；其中N^Path为路径中局部目标点的个数，(x_l，y_l)代表海图上的坐标点，代表地理位置；

步骤2-3：根据有序坐标点序列Path(l)＝(x_l，y_l)，l＝1，…，N^Path，结合无人艇实时运动位置环境的情况，设计各个无人艇运动的速度控制器；

考虑到无人艇在实际运行时只需考虑在其附近的障碍物，给出探测半径d_o，即无人艇只需将在其探测半径内的其余无人艇、动态障碍物以及静态障碍物作为其考虑碰撞的障碍物；这里将t时刻第u个无人艇认为构成障碍物的无人艇、静态障碍物以及动态障碍物编号的集合分别记为以及

当各个无人艇当前位置的探测区域内无障碍物，即环境较为理想时，速度控制器的表达式为：

其中，假设第u个无人艇在t时刻的速度大小为

当各个无人艇当前位置的探测区域内有障碍物时，无人艇对于其余无人艇的避障采用交互速度避障法，对于动态障碍物和静态障碍物采用速度障碍法；具体为对第u个无人艇，在t时刻其不可选速度集为由静态障碍物、动态障碍物以及其他无人艇组成的障碍物集合：

其中VelObstacle_u(t)为无人艇u在时刻t的不可选速度集，为速度为的无人艇u_g所产生的不可选速度集合，为静态障碍物b_s所产生的不可选速度集合，为速度为的动态障碍物b_d所产生的不可选速度集合；

在去除VelObstacle_u(t)的速度候选集中选择与理想速度最接近的速度作为最终选择的速度，此时，速度控制器的表达式为：

其中All_u(t)表示第u个无人艇在t时刻速度生成集，β为惩罚系数，t_collision为无人艇与所有障碍物碰撞的时间最小值，v_u(t)为t时刻第u个无人艇的速度； 步骤3：构建导弹的运动学模型，计算命中时间误差的估计表达式；基于比例导引法，进行多导弹指定时间有效摧毁入侵目标的导引律设计，规划导弹航路。