[发明专利]一种基于虚拟目标的固定翼无人机跟踪地面目标制导方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟目标的固定翼无人机跟踪地面目标制导方法，首先根据地面目标的运动状态生成虚拟目标的运动轨迹，再设计一种制导律用于无人机对虚拟目标的跟踪，从而间接实现无人机对实际地面目标的跟踪。相比于现有方法，本发明同时解决了以下三个问题：1、无人机在跟踪地面变速运动目标时自身速度始终保持不变；2、生成的虚拟目标轨迹能够自动满足无人机飞行的约束条件；3、被跟踪地面目标的速度范围可以从静止到无人机最大巡航速度。

主权项

1.一种基于虚拟目标的固定翼无人机跟踪地面目标制导方法，其特征在于：包括以下步骤：1)根据地面目标的运动状态信息生成由直线捕获段和与其相切的圆弧搜索段构成的虚拟目标运动轨迹；2)设计一种制导律完成无人机对虚拟目标的跟踪；步骤1)中所述的直线捕获段和圆弧搜索段分别定义如下：1‑1)直线捕获段定义为：其中[x_d,y_d]^T为推测相遇点坐标，为虚拟目标点在横向与纵向的速度分量，v_c为虚拟目标点的速度；且有其中[x_c,y_c]^T、V_c、ψ_c，[x_t,y_t]^T、V_t、ψ_t分别为虚拟目标和地面目标的位置、速度和航向角；v_t为实际目标的速度；1‑2)圆弧搜索段定义为：其中，s₁为符号函数，用于确定圆轨迹的顺时针或逆时针方向，其定义为：其中，ψ_cp为与圆弧段相切的上一直线段的方位角，[x_p,y_p]^T为切点，[x_o,y_o]^T为圆心坐标，R为圆弧半径；且有s₂为符号函数，其定义为：其中，为从上一段直线段起始点[x_cp,y_cp]^T到[x_t,y_t]^T的矢量，为点[x_cp,y_cp]^T到切点[x_p,y_p]^T的矢量。