【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天，具体涉及一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法。
技术介绍
1、运载火箭整流罩分离后，抛落的整流罩时常成为遥测通信障碍物，导致箭载天基、地基天馈子系统失锁，严重影响了分离时刻关键遥测数据的有效传输，目前各型号运载火箭采取的应对措施主要包括：（1）对整流罩分离时刻的关键遥测数据进行延时重传，虽然这种方式可以确保数据传输的完整性，但却在整个通信系统中占据了有限的带宽和遥测波道，可能造成其他重要数据传输的效率下降，从而影响了全面的遥测通信，增加遥测带宽压力；（2）将天线安装位置设定在整流罩分离面，然而，这一方法在天线数量增多或位置受限的情况下显得力不从心。为天线选择合适的位置变得更为复杂，可能导致天线的增益浪费，尤其在系统涉及多个天线的情况下，严重影响限制了此方法的适用性。因此其仅适用于天线数量不超过两个的场景，受制因素较多。
2、此外，现有技术对整流罩分离后的环境变化应对不足，尤其在面对未预测到的障碍物或复杂环境时，系统难以及时调整通信策略，容易受到外部干扰的影响，降低了遥测通信的连续性和稳定性，使得整个通信系统在复杂任务环境下的可靠性有所不足。而且，天馈子系统应对策略单一，没有有效的整合和优化，这导致在整流罩分离后，无法兼顾各种复杂情况，无法灵活应对不同环境下的遥测通信障碍，从而影响箭载天馈子系统的失锁防范能力。缺乏多样化应对手段限制了箭载天馈子系统在面对多变任务需求时的全面性和适应性。
3、鉴于当前应对整流罩分离导致失锁问题的方法存在局限性，需要提出一种整流罩分离轨迹规划方
技术实现思路
1、为了解决现有技术中整流罩分离导致失锁问题的技术问题，本专利技术提出了一种整流罩分离轨迹规划方法，通过融合校准yolov7算法和标签排名算法，实现了对整流罩分离轨迹的精准规划，避免了对箭载天馈子系统的遮挡，消除了整流罩分离时刻的通信中断风险，确保关键数据在分离时刻的连续传输。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，包括以下步骤：
3、步骤1：确定系统中的关键参数，对整流罩分离过程建立数学模型；并定义校准标签排名算法中用于评估轨迹优先级的参数；
4、步骤2：通过所述数学模型确定整流罩和箭体的状态，获取整流罩分离过程中的实时图像数据，利用yolov7算法对实时图像数据进行识别和定位，得到各个目标及其在图像中的位置，并结合整流罩和箭体的状态对图像中各个目标进行准确定位，得到各个目标及其空间位置坐标；
5、步骤3：通过校准标签排名算法对yolov7算法识别到的各个目标进行优先级排序；所述校准标签排名算法的输入向量为各个目标特征信息，输出向量为各个目标的优先级排序；
6、步骤4：将步骤2得到的各个目标及其空间位置坐标转换为第一特征向量，将校准标签排名算法的输出向量作为第二特征向量，对第一特征向量和第二特征向量进行特征融合得到融合特征向量，建立优化目标函数，引入约束条件；然后基于优化目标函数，使用优化算法迭代调整yolov7算法和校准标签排名算法的输出向量，并更新融合特征向量，直到算法收敛后，根据更新后的融合特征向量，生成整流罩分离轨迹并根据生成的整流罩分离轨迹调整整流罩轨迹；
7、步骤5：重复上述步骤2~4，生成整流罩分离轨迹并进行分离过程中的轨迹调整，以预防箭载天馈子系统失锁。
8、所述步骤1中，对整流罩分离过程进行数学建模时，确定的关键参数包括：整流罩特征参数、动力学参数、环境条件参数。
9、所述整流罩特征参数包括：整流罩质量mr、整流罩直径d、整流罩形状系数cd、整流罩分离特征点时刻箭体质量m、整流罩分离时刻t和整流罩质心位置p；
10、所述动力学参数包括：整流罩分离方向角ɑ、整流罩分离旋转速度θ和整流罩分离径向速度v；
11、所述环境条件参数包括：空气动力学常数k和空气密度和风速。
12、所述步骤1中，对整流罩分离过程建立数学模型时，所述数学模型根据箭体动力学理论建立，所述整流罩特征参数用于调节系统动力学行为，环境因素参数用于影响整流罩分离过程。
13、所述步骤1中，所述用于评估轨迹优先级的参数的包括目标重要性权重参数和约束条件灵活性参数。
14、所述步骤3中，所述校准标签排名算法的输入向量包括各个目标的位置、速度和加速度。
15、所述步骤4中，进行特征融合的具体方法为：采用加权平均融合方法，为第一特征向量和第二特征向量分配不同的权重，融合公式为：
16、xfused=wyolo×xyolo+wrank×xrank；
17、其中，xfused表示融合特征向量，wyolo和wrank分别表示第一特征向量和第二特征向量的权重，xyolo和xrank分别表示第一特征向量和第二特征向量。
18、所述步骤4中，还包括对第一特征向量和第二特征向量进行预处理的步骤。
19、所述步骤4中，引入的约束条件包括环境约束和动力学约束。
20、本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
21、（1）解决了抛落整流罩遮挡问题：本专利技术通过融合校准yolov7算法和标签排名算法的混合优化算法，实现了实时环境感知和智能轨迹规划，为整流罩分离提供了更为精准和安全的轨迹，可以从根本上解决失锁问题，确保箭载天馈子系统在关键时刻保持稳定锁定状态。
22、（2）实现了箭载遥测通信带宽优化：本专利技术通过校准标签排名算法，有效评估不同轨迹的优先级，避免了常见的延时重传方法对有限遥测波道的占用，进而优化了遥测通信带宽的使用，减轻了通信系统的负担，确保了数据传输的高效率和实时性。
23、（3）实现了多目标环境适应性提升：本专利技术采用yolov7-校准标签排名混合优化算法，综合考虑了整流罩分离后可能涉及的多个目标和约束条件，提升了系统对复杂环境的适应性，使得轨迹规划更符合任务需求，减小了整流罩分离对箭载天馈子系统的干扰，有效防范了失锁风险。
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1.一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1中，对整流罩分离过程进行数学建模时，确定的关键参数包括：整流罩特征参数、动力学参数、环境条件参数。
3.根据权利要求2所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述整流罩特征参数包括：整流罩质量Mr、整流罩直径D、整流罩形状系数Cd、整流罩分离特征点时刻箭体质量M、整流罩分离时刻T和整流罩质心位置P；
4.根据权利要求2所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1中，对整流罩分离过程建立数学模型时，所述数学模型根据箭体动力学理论建立，所述整流罩特征参数用于调节系统动力学行为，环境因素参数用于影响整流罩分离过程。
5.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1中，所述用于评估轨迹优先级的参数的包括目标重要性权重参数和约束条件灵活性参数。>
6.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤3中，所述校准标签排名算法的输入向量包括各个目标的位置、速度和加速度。
7.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤4中，进行特征融合的具体方法为：采用加权平均融合方法，为第一特征向量和第二特征向量分配不同的权重，融合公式为：
8.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤4中，还包括对第一特征向量和第二特征向量进行预处理的步骤。
9.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤4中，引入的约束条件包括环境约束和动力学约束。
...【技术特征摘要】
1.一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1中，对整流罩分离过程进行数学建模时，确定的关键参数包括：整流罩特征参数、动力学参数、环境条件参数。
3.根据权利要求2所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述整流罩特征参数包括：整流罩质量mr、整流罩直径d、整流罩形状系数cd、整流罩分离特征点时刻箭体质量m、整流罩分离时刻t和整流罩质心位置p；
4.根据权利要求2所述的一种预防箭载天馈子系统失锁的整流罩分离轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1中，对整流罩分离过程建立数学模型时，所述数学模型根据箭体动力学理论建立，所述整流罩特征参数用于调节系统动力学行为，环境因素参数用于影响整流罩分离过程。
5.根据权利要求1所述的一种预防箭载天馈子系...
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