一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法技术

本发明专利技术公开了一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法，属于无人机军事应用技术领域，包括以下步骤，步骤一：航路规划，步骤二：飞行环形局限，步骤三：飞行要求，步骤四：无人机起飞。本发明专利技术通过采用无人机飞行的物理限制、最小转弯半径、最大俯仰角、最小航迹段长度、最低安全飞行高度结合，方便解决现有的无人机在使用时，无人机在飞行时不会受到限制，导致无人机在行驶时安全性降低的问题，通过以上系统结合以达到使无人机在使用时，可以无人机在飞行时会受到物理限制，提高无人机在行驶时的安全性，并且通过飞行机体检查、机械部件检查、检查动力电机、检查机架螺栓、检查飞行器电池、检查操控系统等检查增强无人机的使用效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法


[0001]本专利技术涉及无人机军事应用
，特别是涉及一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法。

技术介绍

[0002]无人机路径规划问题是编队控制的一个重点和难点，同时也是任务规划的一个研究的重点。无人机路径规划问题需要考虑许多制约因素，包括静态环境因素，雷达及静态障碍物因素，飞行的航路长度(航路燃油代价)以及飞行总时间等。在考虑到外界各类环境因素以及无人机本身各项飞行指标和性能等问题后，规划出一条从起始点到目标点的最优或较优路径。在静态环境及静态威胁源已知的情况下，根据静态航路规划所研究的内容，已经可以通过多机协同航路规划层为各无人机规划出各自的从起始点到目标点的最优或次优路径。然而在实际编队飞行中，当无人机在离线规划好的路径上飞行时，有时会出现未知的移动障碍物如移动雷达或其他无人机等，如果各无人机依然沿着规划好的路径飞行，则会发生事故，因此无人机编队在离线规划好路径并按路径飞行时，还应沿应实时监测动态障碍物信息并动态调整整体航路。针对现有技术存在以下问题：
[0003]1、现有技术中，存在现有的无人机在使用时，无人机在飞行时不会受到限制，导致无人机在行驶时安全性降低的问题；
[0004]2、现有技术中，现有的无人机在使用过程中，无法感应周边的障碍物，导致无人机与障碍物相撞发生损毁的问题，进而达不到无人机的使用初衷，该无人机的适用性变差，因此需要进行结构创新来解决具体问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法，其中一种目的是为了具备无人机飞行的物理限制、最小转弯半径、最大俯仰角、最小航迹段长度、最低安全飞行高度，解决现有的无人机在使用时，无人机在飞行时不会受到限制，导致无人机在行驶时安全性降低的问题；其中另一种目的是为了解决现有的无人机在使用过程中，无法感应周边的障碍物，导致无人机与障碍物相撞发生损毁的问题，以达到使无人机在使用过程中，能够对周边的障碍物进行感应，并且计算出障碍物的距离位置，从而计算出无人机避让角度。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种用于无人机军事应用的航路规划及避障方法，包括以下步骤，
[0008]步骤一：航路规划；
[0009]步骤二：飞行环形局限；
[0010]步骤三：飞行要求；
[0011]步骤四：无人机起飞；
[0012]步骤五：规划完毕。
[0013]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤一航路规划：通过数据对无人机的行驶航线现在制定；
[0014]所述步骤二飞行环形局限：无人机在执行任务时，会收到如禁飞区、障碍物、险恶地形等复杂地理环境的限制，因此在飞行过程中，应尽量避开这些区域，可将这些区域在地图上标志为禁飞区域，以提升无人机的工作效率。此外，飞行区域内的气象因素也将影响任务效率，以充分考虑大风、雨雪等复杂气象下的气象预测与应对机制，包括无人机飞行的物理限制；
[0015]所述步骤三飞行要求：无人机具体执行的飞行任务主要包括到达时间和目标进入方向等，航迹距离结束，限制航迹长度不大于预先设定的最大距离，固定的目标进入方向，确保无人机从特定角度接近目标，包括飞行机体检查；
[0016]所述步骤四无人机起飞：通过安全检查后，控制无人机起飞在可控制环形范围内部进行作业；
[0017]所述步骤五规划完毕：按照以上步骤规划，使无人机进行活动。
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤二中的无人机飞行的物理限制，包括：a1最小转弯半径、a2最大俯仰角、a3最小航迹段长度、a4最低安全飞行高度。
[0019]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述最小转弯半径：由于无人机飞行转弯形成的弧度将受到自身飞行性能限制，它限制无人机只能在特定的转弯半径内转弯；
[0020]所述最大俯仰角：限制了航迹在垂直半径范围内转弯；
[0021]所述最小航迹段长度：无人机飞行航迹由若干个航点与相邻航点之间的航迹段组成，在航迹段飞行途中沿直线飞行，而达到某些航点时有可能根据任务的要求而改变飞行姿态，最小航迹段长度是指限制无人机在开始改变飞行姿态前必须直飞的最短距离；
[0022]所述最低安全飞行高度：限制通过任务区域最低飞行高度，防止飞行高度过低而撞击地面，导致坠毁。
[0023]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述飞行机体检查，包括：s1机械部件检查、s2检查动力电机、s3检查机架螺栓、s4检查飞行器电池、s5检查操控系统。
[0024]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述机械部件检查：上电前应先检查机械部分相关零部件的外观，检查螺旋桨就是否完好，表面就是否有污渍与裂纹等，如有损坏应更换新螺旋桨，以防止在飞行中飞机震动太大导致意外，检查螺旋桨旋向就是否正确，安装是否紧固，用手转动螺旋桨查瞧旋转就是否有干涉等；
[0025]所述检查动力电机：检查电机安装就是否紧固，有无松动等现象，如发现电机安装不紧固应停止飞行，使用相应工具将电机安装固定好，用手转劢电机查瞧电机旋转就是否有卡涩现象，电机线圈内部就是否干净电机轴有无明显的弯曲；
[0026]所述检查机架螺栓：检查机架是否牢固，螺丝是否有松动现象；
[0027]所述检查飞行器电池：检查飞行器电池安装是否正确，电池电量是否充足；
[0028]所述检查操控系统：检查无人机远程控制系统是否准确，操控性能是否良好，操作是否正常。
[0029]一种用于无人机军事应用的避障方法，包括以下步骤：雷达感知障碍物、计算距离位置、分析障碍物对无人机的影响、计算避让飞行角度、障碍物避让、飞行角度校正。
[0030]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述雷达感知障碍物：其收发频率范围广，且
无需旋转，而广泛应用，根据机载相控阵雷达对于规格的限制，探测范围能在40km～200km左右；
[0031]所述计算距离位置：通过雷达感应障碍物的位置，然后通过系统计算出障碍物与无人机自身的距离；
[0032]所述分析障碍物对无人机的影响：通过雷达感应障碍物，对障碍物大小进行分析，计算障碍物对无人机是否具有影响；
[0033]所述计算避让飞行角度：根据计算出的障碍物与无人机之间的距离，然后通过系统计算出飞行避让角度；
[0034]所述障碍物避让：通过系统计算出的飞行避让角度进行避让障碍物；
[0035]所述飞行角度校正：在避让障碍物过后，重新使飞行角度进行校正，按照原有的规划航线进行行驶。
[0036]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述分析障碍物对无人机的影响，包括有：控制系统、计算障碍物对无人机的相斥力，所述控制系统用于检测障碍物对无人机的影响，所述计算障碍物对无人机的相斥力用于计算出障碍物临近无人机时产生的风阻相斥力。
[0037]由于采用了上述技术方案，本专利技术相对现有技术来说，取得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机军事应用的航路规划，其特征在于：包括以下步骤，步骤一：航路规划；步骤二：飞行环形局限；步骤三：飞行要求；步骤四：无人机起飞；步骤五：规划完毕。2.根据权利要求1所述的一种用于无人机军事应用的航路规划，其特征在于：所述步骤一航路规划：通过数据对无人机的行驶航线现在制定；所述步骤二飞行环形局限：无人机在执行任务时，会收到如禁飞区、障碍物、险恶地形等复杂地理环境的限制，因此在飞行过程中，应尽量避开这些区域，可将这些区域在地图上标志为禁飞区域，以提升无人机的工作效率。此外，飞行区域内的气象因素也将影响任务效率，以充分考虑大风、雨雪等复杂气象下的气象预测与应对机制，包括无人机飞行的物理限制；所述步骤三飞行要求：无人机具体执行的飞行任务主要包括到达时间和目标进入方向等，航迹距离结束，限制航迹长度不大于预先设定的最大距离，固定的目标进入方向，确保无人机从特定角度接近目标，包括飞行机体检查；所述步骤四无人机起飞：通过安全检查后，控制无人机起飞在可控制环形范围内部进行作业；所述步骤五规划完毕：按照以上步骤规划，使无人机进行活动。3.根据权利要求2所述的一种用于无人机军事应用的航路规划，其特征在于：所述步骤二中的无人机飞行的物理限制，包括：a1最小转弯半径、a2最大俯仰角、a3最小航迹段长度、a4最低安全飞行高度。4.根据权利要求3所述的一种用于无人机军事应用的航路规划，其特征在于：所述最小转弯半径：由于无人机飞行转弯形成的弧度将受到自身飞行性能限制，它限制无人机只能在特定的转弯半径内转弯；所述最大俯仰角：限制了航迹在垂直半径范围内转弯；所述最小航迹段长度：无人机飞行航迹由若干个航点与相邻航点之间的航迹段组成，在航迹段飞行途中沿直线飞行，而达到某些航点时有可能根据任务的要求而改变飞行姿态，最小航迹段长度是指限制无人机在开始改变飞行姿态前必须直飞的最短距离；所述最低安全飞行高度：限制通过任务区域最低飞行高度，防止飞行高度过低而撞击地面，导致坠毁。5.根据权利要求2所述的一种用于无人机军事应用的航路规划，其特征在于：所述飞行机体检查，包括：s1机械部件检查、s2检查动力电机、s3检查机架螺栓、s4检查飞行器电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：汲万峰，王肖飞，李冬，王子明，何鑫，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军航空大学，
类型：发明
国别省市：