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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种基于轨迹解析解的实时轨迹规划方法、装置、介质及产品，涉及轨迹规划技术领域。方法包括：获取飞行器的轨迹解析解和路径点约束；基于轨迹解析解确定轨迹参数化表达式；根据路径点约束、轨迹参数化表达式和轨迹约束，将轨迹参数化表达式规划最优控制问题转化为多阶段剖面参数规划问题；利用修正牛顿法对多阶段剖面参数规划问题进行迭代求解，确定最优禁飞区规避实时轨迹规划参数；基于禁飞区规避实时轨迹规划参数控制飞行器。本发明利用修正牛顿法对多阶段剖面参数规划问题进行迭代求解，能够提高禁飞区规避实时轨迹规划的效率和精度。

主权项：1.一种基于轨迹解析解的实时轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取飞行器的轨迹解析解和路径点约束；所述轨迹解析解是上层路径决策根据禁飞区信息和飞行器的状态，建立运动方程与摄动解析解间的解析误差关系，将解析误差关系转化为高阶形变方程并递阶求解后得到的；基于所述轨迹解析解确定轨迹参数化表达式；根据路径点约束、轨迹参数化表达式和轨迹约束，将轨迹参数化表达式规划最优控制问题转化为多阶段剖面参数规划问题；利用修正牛顿法对所述多阶段剖面参数规划问题进行迭代求解，确定最优禁飞区规避实时轨迹规划参数；基于所述禁飞区规避实时轨迹规划参数控制所述飞行器；所述多阶段剖面参数规划问题为： ；其中，J为多阶段剖面参数规划问题的目标函数；为自变量纵程在第i个路径点的值；为自变量纵程在第i-1个路径点的值；n为路径点约束中路径点的总数；为升力加速度剖面一阶项系数；为升力加速度剖面零阶项系数；为自变量纵程；为速度解析表达式；为横程解析表达式；为段末升力加速度；为段初升力加速度；为终端航程；为初始航程；为终端速度；为终端横程；利用修正牛顿法对所述多阶段剖面参数规划问题进行迭代求解，确定最优禁飞区规避实时轨迹规划参数，包括：利用拉格朗日乘子法，将对所述多阶段剖面参数规划问题无约束参数优化问题，并确定拉格朗日方程；计算各迭代剖面的初始剖面参数，根据初始剖面参数求解拉格朗日方程，得到初始拉格朗日乘子；将初始拉格朗日乘子作为拉格朗日方程第1次迭代时的迭代参数；获取当前步长；令迭代次数j=1；根据第j次迭代时的迭代参数，确定第j次迭代时的雅可比矩阵和第j次迭代时海森矩阵；根据第j次迭代时的雅可比矩阵和第j次迭代时海森矩阵，确定第j+1次迭代时的迭代参数；根据第j+1次迭代时的迭代参数，确定第j+1次迭代时的雅可比矩阵；根据第j+1次迭代时的雅可比矩阵和当前步长判断是否满足收敛容差条件，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为否，则更新当前步长，令迭代次数j+1的数值增加1，并返回步骤“根据第j次迭代时的迭代参数，确定第j次迭代时的雅可比矩阵和第j次迭代时海森矩阵”；若所述第一判断结果为是，则判断当前步长是否处于预设步长范围，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为否，则更新当前步长，令迭代次数j+1的数值增加1，并返回步骤“根据第j次迭代时的迭代参数，确定第j次迭代时的雅可比矩阵和第j次迭代时海森矩阵”；若所述第二判断结果为是，则确定第j+1次迭代时的迭代参数为最优禁飞区规避实时轨迹规划参数。

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百度查询： 北京航空航天大学 一种基于轨迹解析解的实时轨迹规划方法、装置、介质及产品