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[发明专利]基于膨化障碍的无人机三维航迹快速规划方法-CN202211588708.4有效
发明人：李怀建;葛佳昊;刘莉;张晓辉;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于膨化障碍的无人机三维航迹快速规划方法，属于航迹自主规划技术领域。基于确定性规则建立根据任务区域内障碍物的膨化障碍，提出无需进行碰撞检测的改进3D‑A*算法，将碰撞检测环节转化进入启发式代价函数计算环节，在实现无人机安全避障的三维航迹规划的同时，进一步提高航迹规划效率，使本发明能够在线应用，本发明还具有生成航迹可靠和操作简单的优点。本发明能够在航迹规划工程应用中广泛应用于无人机的三维安全避障航迹规划。
基于膨化障碍无人机三维航迹快速规划方法

[发明专利]基于MPC序列凸优化的混合电动无人机能源管理方法-CN202211524941.6在审
发明人：刘莉;田维勇;张晓辉;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于MPC序列凸优化的混合电动无人机能源管理方法，属于无人机能源管理领域。本发明实现方法为：根据无人机的飞行轨迹计算未来时刻的需求功率与太阳能电池输出功率，将除太阳能电池输出功率之外的剩余需求功率分配给燃料电池和锂电池，太阳能电池则通过最大功率追踪器(MPPT)始终保持在最大输出功率工作点，建立混合能源系统功率分配模型，并在信赖域范围对混合能源系统功率分配模型进出凸化，采用凸优化进行求解，获得混合能源系统功率分配结果，提高无人机的飞行航时；进一步引入MPC滚动优化策略，将混合电动无人机的能源管理问题分解为一系列短时域在线优化问题，降低混合电动无人机能源管理问题的复杂度，提高混合电动无人机能源管理效率。
基于 mpc 序列优化混合电动无人机能源管理方法

[发明专利]基于模糊神经网络序列凸优化的电动无人机轨迹优化方法-CN202211524903.0在审
发明人：刘莉;田维勇;贺云涛;张晓辉 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开的基于模糊神经网络序列凸优化的电动无人机轨迹优化方法，属于无人机领域。本发明实现方法为：在无人机质点动力学方程上引入剩余能量方程，构建混合能源系统状态方程，在信赖域范围内对状态方程和避障约束进行凸化，构建混合电动无人机飞行轨迹问题凸优化模型；针对信赖域大小调整问题，依据约束违背度和目标函数增量设计模糊神经网络，通过模糊神经网络实现对信赖域的自适应调整，提高序列凸优化方法的最优性，加快序列凸优化方法的收敛速度；通过凸优化方法进行迭代求解，获得混合电动无人机的低能量消耗飞行轨迹。无人机按照优化得到的轨迹飞行能够最大化利用太阳能电池，降低混合能源系统能量消耗，增加无人机的飞行航时。
基于模糊神经网络序列优化电动无人机轨迹方法

[发明专利]一种基于沉降机制的飞行器变尺度地形跟随方法-CN202211588700.8有效
发明人：李怀建;田维勇;刘莉;张晓辉;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-12-12 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于沉降机制的飞行器变尺度地形跟随方法，属于飞行器技术领域。本发明实现方法为：获取平面航迹截面所对应地形高度剖面的最大值，根据该地形高度最大值与起点终点高度，初始化所有航迹点的高度值；将平面航迹从初始高度处开始沉降，考虑安全飞行高度和机动性能约束，选择可沉降高度最小值进行飞行器航迹沉降；兼顾飞行器纵向机动能力和地形复杂程度选择地形跟随尺度，根据选择的地形跟随尺度等间隔设置高度机动点，在二维平面航迹中加入高度引导点，经过高度沉降后获得包含变尺度地形跟随高度引导点的三维航迹，飞行器沿着规划的三维航迹飞行，实现飞行器在不同尺度下对复杂地形的有效跟随，提高飞行器地形复杂地形跟随能力。
一种基于沉降机制飞行器尺度地形跟随方法

[发明专利]一种基于BFS算法的突防飞行器纵向航迹规划方法-CN202211163051.7在审
发明人：刘莉;夏阳;葛佳昊;栾梦凯;周良毅;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于BFS算法的突防飞行器纵向航迹规划方法，属于飞行器轨迹规划领域。本发明实现方法为：基于作战环境内的信息，建立关于飞行航程、探测概率、撞地概率的航迹性能指标，对性能指标归一化处理，通过层次分析法对航迹指标撞地概率、被探测概率和飞行航程加权得到飞行器的综合航迹代价模型；根据综合航迹代价模型确定最优节点选择准则，在广度优先搜索规划航迹前，通过地形遮蔽空间信息得到搜索空间的上边界、利用高度沉降法得到的曲线作为搜索空间的下边界，根据上下边界将原搜索空间的大小进行裁剪，减少搜索规模；在广度优先搜索规划航迹过程中避免BFS算法过度回溯节点。本发明具有生存概率高、飞行航程短、规划效率高等优点。
一种基于 bfs 算法突防飞行器纵向航迹规划方法

[发明专利]一种多无人机协同干扰方法-CN202210848729.9在审
发明人：李文光;邓杨赟;葛佳昊;贺云涛;孟军辉;李怀建 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本申请提供了一种多无人机协同干扰方法，属于无人机控制领域，采用聚类算法对目标干扰点进行聚类，考虑无人机的航程约束，进行多无人机协同干扰任务分配，运用蚁群算法对每个聚类簇中的多无人机干扰航迹进行优化。采用本申请的多无人机协同干扰方法，可以最大限度的确保多无人机在执行干扰任务时航线不相交。
一种无人机协同干扰方法

[发明专利]一种考虑储氢装置布局的支撑翼新能源无人机-CN202210829146.1在审
发明人：刘莉;杨盾;白文灿;范铮铮;张晓辉;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： B64D27/24 文献下载
摘要：本发明公开的一种考虑储氢装置布局的支撑翼新能源无人机，属于航空工程领域。本发明包括主翼、支撑翼、储氢装置、机舱、双发动力系统、尾翼。本发明综合太阳能电池、氢燃料电池能量密度高、锂电池比功率大的优点，实现电动无人机无污染、零排放、长航时飞行的优点。机翼采用支撑翼构型，并将储氢装置与无人机机翼及支撑翼连接的布局，能够提高无人机机翼结构刚度，防止柔性机翼结构带来的不良气动影响，增大整机气动效率；降低机翼根部的结构强度需求，便于无人机机翼主梁优化；通过提升无人机展弦比增大无人机的气动效率。本发明采用双发式动力系统布局，通过降低整机电流的方式降低动力系统铜耗，提高能源及动力系统效率。
一种考虑装置布局支撑新能源无人机

[发明专利]一种多无人机协同搜索方法-CN202210847529.1在审
发明人：李文光;邓杨赟;葛佳昊;贺云涛;孟军辉;李怀建 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-07-19 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本申请公开了一种多无人机协同搜索方法，其要点在于：通过将非凸多边形凸化，采用平行航线对任务区域进行遍历，可以实现无人机侦察对非凸多边形区域的全覆盖。本申请旨在提出一种多无人机协同搜索方法，任务分配规则与航迹规划算法简单，不需要大量的计算，计算速度快，适用于无人机在线实时进行航线规划。
一种无人机协同搜索方法

[发明专利]一种太阳能/氢能/储能电池混合动力无人机-CN202210587644.X在审
发明人：刘莉;杨盾;张晓辉;贺云涛;王正平;蔚光辉 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： B64D27/02 文献下载
摘要：本发明公开的一种太阳能/氢能/储能电池混合动力无人机，属于航空工程领域。本发明包括分布式太阳能机翼、短舱机身、动力系统、尾翼。本发明利用太阳能电池白天无限发电，氢燃料电池比能量高和储能电池比功率大的三种能源各自优势，充分发挥多种能源的优势，实现电动无人机的绿色、长航时飞行优势。本发明采用一个机翼中段和两个机翼外段的分布式布局，中段和外段机翼的上表面分别铺设结构太阳能电池组件，太阳能电池组件兼具蒙皮结构和发电双重功能；具有空气流道的开孔短舱机身；采用尾翼、机翼到动力系统整体贯穿式布局；尾翼和动力系统共用连接管，利用尾翼、连接杆和机翼形成盒式结构，不仅能够减少结构质量，同时增加结构强度。
一种太阳能电池混合动力无人机

[发明专利]一种基于能量流的太阳能倾转旋翼无人机参数优化方法-CN202210584900.X在审
发明人：刘莉;曹潇;张晓辉;贺云涛;葛佳昊;杨盾 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： B64D31/00 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于能量流的太阳能倾转旋翼无人机参数优化方法，属于无人机工程领域。本发明采取能量流分析方法对太阳能倾转旋翼无人机的参数变量进行迭代优化，计算无人机设计参数下的能量和功率的输入和输出变化，确定无人机能源需求量和能量部件的最大运行功率。所述能量流分析方法，包括太阳能电池/锂电池混合能源策略和拓扑结构；基于所述所述能量流分析方法能够准确地描述无人机从能源供应系统、能源管理系统到能源消耗系统的能量和功率变化，从而精确、快速优化无人机在参数变量情况下各部件的最大运行功率和质量分布，高效确定基于能量流的太阳能倾转旋翼无人机参数，根据优化得到的无人机参数提高太阳能倾转旋翼无人机鲁棒飞行能力。
一种基于能量太阳能倾转旋翼无人机参数优化方法

[发明专利]一种分布式太阳能倾转旋翼无人机-CN202210585062.8在审
发明人：刘莉;曹潇;张晓辉;贺云涛;王正平;杨盾 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： B64C27/22 文献下载
摘要：本发明公开的一种分布式太阳能倾转旋翼无人机，属于无人机工程领域。本发明包括分布式机翼、分布式太阳能电池组件、后三点式三旋翼动力系统、短舱式机身、双腹鳍、水平尾翼。本发明综合太阳能无人机绿色、长航时的优势，发挥倾转旋翼无人机垂直起降、定点悬停的优势，实现电动无人机的垂直起降、长航时、多次悬停、执行任务多样化的优势。本发明采用分布式太阳能电池机翼，机翼外段采用太阳能电池组件嵌入机翼结构，兼具蒙皮结构和发电双重功能，机翼中段采用气动太阳能电池组件，兼具气动维形和发电两点作用，中段和外段机翼共同构成分布式太阳能电池机翼，不仅节省重量、结构紧凑，而且避免太阳能电池组件之间的不均匀辐照引起功率失配问题。
一种分布式太阳能倾转旋翼无人机

[发明专利]一种针对运动目标的多无人机协同快速搜索方法-CN202110763332.5有效
发明人：刘莉;田维勇;王秋生;邓杨赟;贺云涛 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-07-06 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明公开的一种针对运动目标的多无人机协同快速搜索方法，属于无人机协同搜索目标领域。本发明实现方法为：建立重点任务区域模型，将运动目标搜索缩减为对重点任务区域的搜索；以缩短无人机的搜索任务时长，降低无人机消耗为优化目标，建立基于动态耦合旅行商的无人机协同运动目标搜索模型，将运动目标搜索问题转化为无人机任务分配和航迹规划问题；针对该模型，定制双层求解架构，分解为任务分配层和路径规划层；将无人机的任务次序和搜索路径解耦，提高求解效率；任务分配规划层采用无人机任务分配优化算法进行求解，路径规划层采用路径搜索算法进行求解；通过任务分配层和路径规划层解耦迭代求解，输出每个无人机对应的任务序列和搜索路径。
一种针对运动目标无人机协同快速搜索方法

[发明专利]一种与飞行轨迹耦合的锂电池无人机电磁干扰抑制方法-CN202110501762.X有效
发明人：刘莉;葛佳昊;贺云涛;曹潇;杨盾 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G01C17/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种与飞行轨迹耦合的锂电池无人机电磁干扰抑制方法，属于磁传感技术领域。本发明针对无人机常用的航模锂电池，首先对描述锂电池和飞行轨迹的导航坐标系、地磁坐标系、机体坐标系、大地坐标系，以及方位角与欧拉角进行定义，并推导方位角与欧拉角之间的转换关系；根据锂电池的供能机理，结合锂电池与磁罗盘之间的空间位置关系，建立锂电池的电磁干扰机理模型；将多片锂电池电磁干扰机理模型的三轴分量投影到磁罗盘所在位置的地磁矢量上；对模型进行线性化，优化得到锂电池在机舱内的安置倾角，并采用反馈控制实现锂电池安置倾角对最优倾角进行实时跟踪，从而实现锂电池在磁罗盘处电磁干扰的自抵消。
一种飞行轨迹耦合锂电池无人机电磁干扰抑制方法

[发明专利]一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法-CN202111297990.6在审
发明人：刘莉;葛佳昊;贺云涛;曹潇;杨盾 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-11-04 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于毕萨定律的光伏组件电磁干扰机理建模方法，属于磁传感技术领域。本发明实现方法为：通过光伏组件的机理分析，确定光伏组件对外产生电磁干扰的主要部件为光伏焊带、内部总线和外部总线，结合光伏组件与外部磁传感器的位置关系，基于毕萨定律建立光伏组件中光伏焊带、内部总线和外部总线的电磁干扰机理模型，建立光伏组件在外部磁传感器处产生的电磁干扰与光伏组件几何参数和光伏组件的电流之间的关系，定量描述光伏组件对外产生的电磁干扰，获得光伏组件的电磁干扰机理模型。本发明应用于磁传感技术领域，抑制电磁干扰，解决电磁干扰抑制相关工程技术问题。本发明具有建模方法简单、精度高、成本低、操作简单、易实现的优点。
一种基于定律组件电磁干扰机理建模方法

[发明专利]一种与飞行轨迹耦合的燃料电池无人机电磁干扰抑制方法-CN202111297914.5在审
发明人：刘莉;葛佳昊;贺云涛;曹潇;杨盾 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-11-04 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： G01C17/38 文献下载
摘要：本发明的目的是提供一种与飞行轨迹耦合的燃料电池无人机电磁干扰抑制方法，适用于小型固定翼质子交换膜燃料电池无人机磁罗盘处的电磁干扰抑制，属于无人机电磁干扰抑制领域。本发明实现方法为：通过对质子交换膜燃料电池进行与飞行轨迹耦合的机理建模，通过调整燃料电池在无人机机舱内的安置倾角，无需其他复杂的电磁屏蔽装置或电子电路设计，实现质子交换膜燃料电池在地磁矢量上的干扰投影最小，从而实现质子交换膜燃料电池在磁罗盘处电磁干扰的自抵消，即能够降低质子交换膜燃料电池对无人机磁罗盘的电磁干扰。本发明具有成本低、操作简单、易实现的优点。此外，本发明操作简单，能够在无人机电磁干扰抑制工程应用中降低无人机电磁干扰的影响。
一种飞行轨迹耦合燃料电池无人机电磁干扰抑制方法

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