一种无人机集群轨迹跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机集群轨迹跟踪方法及系统，包括：S1、获取目标航点和目标航行时间，根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度；S2、判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，是则进入步骤S3；S3、获取下一目标航点和下一目标航行时间，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度；S4、根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度；S5、根据修正加速度更新当前飞行速度；S6、判断是否完成所有航点，否则返回步骤S2。本发明专利技术的有益效果在于：提供了一种无人机飞行器预读航点提前变速的方法，避免了飞机在航点切换过程中出现目标速度突变的问题，大大提高了飞机的航线跟踪精度。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机集群轨迹跟踪方法及系统
本专利技术涉及无人机飞行控制
，尤其是指一种无人机集群轨迹跟踪方法及系统。
技术介绍
无人机轨迹跟踪一般是给定一系列离散航点，飞机在到达当前目标航点后，再读取下一个目标航点对其跟踪，如此依次完成对所有航点的跟踪。而在多架无人机的编队控制中，为了保证编队的整齐性，对于集群中的每架单机除了要满足对航点位置的精确跟踪，还需要保证每架飞机到达航点的时间保持同步。针对实时性的问题，现有方法是等时间间隔给出离散航点，根据相邻航点之间的距离以及时间间隔，计算出两个航点之间的期望跟踪速度，无人机将以此跟踪速度为目标速度进行轨迹跟踪。现有方法虽然在理论上能保证无人机在规定的时间到达航点，但是当无人机在轨迹的加减速段切换航点时，不可避免的会出现目标速度突变的情况。而在实际飞行中，无人机无法瞬间改变自身速度，因此会在加减速段出现实际位置严重偏离目标航点的情况，导致阵列不整齐甚至出现相撞。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种能够提高轨迹跟踪精度同时保持时间同步的无人机集群轨迹跟踪方法及系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种无人机集群轨迹跟踪方法，包括：S1、获取目标航点和目标航行时间，根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度；S2、判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，是则进入步骤S3；S3、获取下一目标航点和下一目标航行时间，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度；S4、根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度；S5、根据修正加速度更新当前飞行速度；S6、判断是否完成所有航点，否则返回步骤S2。进一步的，在步骤S1之中，根据目标航点获取目标航行路程S，通过公式Va＝S/T1获取目标飞行速度Va，其中T1为当前的目标航行时间。进一步的，在步骤S4之中，通过公式Aab＝(Vb-Va)/T2，获取修正加速度Aab，其中Vb为下一目标飞行速度，Va为当前的目标飞行速度，T2为下一目标航行时间。进一步的，在步骤S5之中，在当前目标航行时间的中点到下一目标航行时间的中点期间，根据修正加速度更新当前飞行速度。本专利技术还涉及一种无人机集群轨迹跟踪系统，包括获取模块、计算模块、判断模块和执行模块，所述获取模块用于获取目标航点和目标航行时间及获取下一目标航点和下一目标航行时间；所述计算模块用于根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度，以及根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度；所述判断模块用于判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，以及判断是否完成所有航点；所述执行模块用于根据修正加速度更新当前飞行速度。进一步的，所述计算模块根据目标航点获取目标航行路程S，通过公式Va＝S/T1获取目标飞行速度Va，其中T1为当前的目标航行时间。进一步的，所述计算模块通过公式Aab＝(Vb-Va)/T2，获取修正加速度Aab，其中Vb为下一目标飞行速度，Va为当前的目标飞行速度，T2为下一目标航行时间。进一步的，所述执行模块在当前目标航行时间的中点到下一目标航行时间的中点期间，根据修正加速度更新当前飞行速度。本专利技术还涉及一种无人机飞行器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。本专利技术还涉及一种可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的方法的步骤。本专利技术的有益效果在于：提供了一种无人机飞行器预读航点提前变速的方法，避免了飞机在航点切换过程中出现目标速度突变的问题，大大提高了飞机的航线跟踪精度。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体流程：图1为本专利技术的整体流程示意图；图2为本专利技术的航点示意图；图3为本专利技术的速度-时间曲线示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。实施例1请参阅图1以及图2，一种无人机集群轨迹跟踪方法，包括：S1、获取目标航点和目标航行时间，根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度，具体的，根据目标航点获取目标航行路程S，通过公式Va＝S/T1获取目标飞行速度Va，其中T1为当前的目标航行时间；S2、判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，是则进入步骤S3；S3、获取下一目标航点和下一目标航行时间，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度；S4、根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度，具体的，通过公式Aab＝(Vb-Va)/T2，获取修正加速度Aab，其中Vb为下一目标飞行速度，Va为当前的目标飞行速度，T2为下一目标航行时间；S5、在当前目标航行时间的中点到下一目标航行时间的中点期间，根据修正加速度更新当前飞行速度；S6、判断是否完成所有航点，否则返回步骤S2。本实施例中，A、B、C为无人机飞行器待获取的三个航点，其中航点AB距离为4m。BC距离为2m，为保证同步性，AB和BC的通行时间T均为0.5s，即T1＝T2＝0.5s。在AB段航线的中间时刻，无人机飞行器飞至AB段航线的中点a，此时速度Va＝8m/s，此时无人机飞行器会预读下一个航点C，并根据BC的距离，预测下一段航线的跟踪速度Vb＝4m/s，以及BC段航线的中点b。同时，无人机飞行器根据匀变速直线运动公式(Vb-Va)/T，得到ab段的加速度Aab＝-8m/s^2。即无人机飞行器从a点开始以Aab匀减速，到达b点(BC段的中点)时，速度恰好为Vb。随后继续读取下一个航点，重复以上过程，直到完成所有航点的跟踪。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：提供了一种无人机飞行器预读航点提前变速的方法，避免了飞机在航点切换过程中出现目标速度突变的问题，大大提高了飞机的航线跟踪精度。实施例2本专利技术还涉及一种无人机集群轨迹跟踪系统，包括获取模块、计算模块、判断模块和执行模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机集群轨迹跟踪方法，包括：/nS1、获取目标航点和目标航行时间，根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度；/nS2、判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，是则进入步骤S3；/nS3、获取下一目标航点和下一目标航行时间，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度；/nS4、根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度；/nS5、根据修正加速度更新当前飞行速度；/nS6、判断是否完成所有航点，否则返回步骤S2。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机集群轨迹跟踪方法，包括：
S1、获取目标航点和目标航行时间，根据所述目标航点和目标航行时间获得目标飞行速度；
S2、判断是否到达当前目标航行时间的中间时刻，是则进入步骤S3；
S3、获取下一目标航点和下一目标航行时间，根据所述下一目标航点和下一目标航行时间获得下一目标飞行速度；
S4、根据目标飞行速度和下一目标飞行速度，得到修正加速度；
S5、根据修正加速度更新当前飞行速度；
S6、判断是否完成所有航点，否则返回步骤S2。


2.如权利要求1所述的无人机集群轨迹跟踪方法，其特征在于：在步骤S1之中，根据目标航点获取目标航行路程S，通过公式Va＝S/T1获取目标飞行速度Va，其中T1为当前的目标航行时间。


3.如权利要求2所述的无人机集群轨迹跟踪方法，其特征在于：在步骤S4之中，通过公式Aab＝(Vb-Va)/T2，获取修正加速度Aab，其中Vb为下一目标飞行速度，Va为当前的目标飞行速度，T2为下一目标航行时间。


4.如权利要求3所述的无人机集群轨迹跟踪方法，其特征在于：在步骤S5之中，在当前目标航行时间的中点到下一目标航行时间的中点期间，根据修正加速度更新当前飞行速度。


5.一种无人机集群轨迹跟踪系统，其特征在于：包括获取模块、计算模块、判断模块和执行模块，
所述获取模块用于获取目标航点和目标航行时间及获取下一目标航点和下一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辰熙，邓江华，
申请(专利权)人：深圳大漠大智控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44