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申请/专利权人：河北科技大学
摘要：本发明涉及一种安保无人机的非线性运动估计和轨迹规划方法，将末端的非法无人机抓捕问题建模成一个基于信息增益的非线性运动估计和具有终端约束和过程约束的轨迹规划问题，采用基于信息增益的改进扩展卡尔曼滤波器对接近情况下的非法无人机进行状态估计，增强状态估计的稳定性。本发明的轨迹规划采用的离线状态空间约束基元采样和在线轨迹优化的方法，因此生成的飞行轨迹必然满足无人机自身运动学约束，得到非法无人机的方位信息之后，便可有效对其进行抓捕，做出反制。
主权项：1.一种安保无人机的非线性运动估计和轨迹规划方法，其特征在于包括基于信息增益的非线性运动估计和具有终端约束和过程约束的轨迹规划方法：终端约束包括：①距离约束：目标无人机应落在由安保无人机的网枪决定的锥形作业范围内，保证抓捕的成功率，即||pp-pe||≤dmax；②过程约束：包括旋翼无人机执行高机动目标抓捕任务过程中的旋翼控制力及调速的饱和约束，其在轨迹规划中体现在运动学约束，包括速度υ∈[υmin，υmax]，加速度a∈[amin，amax]，加加速度j∈[jmin，jmax]；由于机载传感器观测与目标位置存在高度的非线性关系，采用基于信息增益的改进扩展卡尔曼滤波器对接近情况下的非法无人机进行位置和速度估计，机载传感器的非线性观测模型为：zk＝hxk+vk；为了处理机载传感器对目标的间断性测量问题，建立一种改进的高斯噪声 其中，σ→∞，有限协方差R＞0，离散指示函数为机载传感器的有效探测区域，可近似表示为凸包：Ax≤b；当通过改进扩展卡尔曼滤波器估计得到目标状态后，根据安保无人机当前状态、终端状态约束以及运动学约束，建立两点边界值优化问题：minJ＝||υq-υe||2+λtrPk其中和分别表示安保无人机与非法无人机的速度，trPk表示协方差矩阵Pk的迹，约束项包含安保无人机当前状态和终端位置约束pq∈S，S表示有效抓捕区域，对二值变量γk做近似处理，当距离越近且越靠近机载传感器中轴线时γk→1，反之γk→0；得到非法无人机的方位信息之后，将安保无人机调整到合适位置，利用网枪对非法无人机进行抓捕。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 河北科技大学 一种安保无人机的非线性运动估计和轨迹规划方法
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