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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种无人机定点投放发射方法、系统、设备及介质，涉及无人机定点投放技术领域，包括以下步骤：将无人机定点投放的发射过程分为三个阶段，包括物资平飞阶段、物资俯冲阶段以及物资下落阶段，在每个阶段内构建关于时间与水平位移的基本方程；将各阶段时间分别用对应的位移进行表示；以最小化各阶段时间之和以及最小化无人机俯冲角为多目标函数，以各阶段水平位移之和为约束条件，构建多目标优化模型；对多目标优化模型进行求解，得到各阶段的最优飞行时间范围以及无人机俯冲角的最优角度范围。本发明给出了给出无人机发射距离与各阶段时间以及俯冲角度等因素之间的关系，给出了更为准确的发射策略。

主权项：1.一种无人机定点投放发射方法，其特征在于，该发射方法用于对物资进行定点投放，包括以下步骤：将无人机定点投放的发射过程分为三个阶段，包括物资平飞阶段、物资俯冲阶段以及物资下落阶段，在每个阶段内构建关于时间与水平位移的基本方程；根据每个阶段内的时间与水平位移的基本方程，将各阶段时间分别用对应的位移进行表示；以最小化各阶段时间之和以及最小化无人机俯冲角为多目标函数，以各阶段水平位移之和为约束条件，构建多目标优化模型；对多目标优化模型进行求解，得到各阶段的最优飞行时间范围以及无人机俯冲角的最优角度范围；所述物资平飞阶段内关于时间与位移的基本方程如下所示：x1＝v1t1式中，x1为物资平飞阶段的水平位移，v1为物资平飞阶段的速度，t1为物资平飞阶段的时间；所述物资俯冲阶段内关于时间与位移的基本方程如下所示： 式中，x2为物资俯冲阶段的水平位移，t2为物资俯冲阶段的时间，β为无人机俯冲角，z2为物资俯冲阶段的竖直位移；在物资下落阶段内构建关于时间与位移的基本方程，包括以下步骤：对物资进行受力分析，建立物资的运动学方程；将物资的运动学方程转化为物资下落阶段内时间与位移的基本方程；所述物资的运动学方程如下所示： 式中，m为物资的质量，ax为物资水平飞行加速度，ay为物资横向飞行加速度，az为物资竖直飞行加速度，vx为物资水平飞行速度，vy为物资横向飞行速度，vz为物资竖直飞行速度，k为中间变量，g为重力加速度，c为空气阻力系数，s为物资截面面积，ρ为空气密度，r为物资截面半径；所述物资下落阶段内时间与位移的基本方程如下所示： 式中，x、y、z分别为物资在沿初始方向发射水平位移分量、与水平分量垂直方向位移分量和竖直方向位移分量，t为物资下落阶段的时间，vw为风速，θ为水平反向风速与物资运动速度夹角；所述多目标函数如下所示： 式中，t为物资下落阶段的时间，t1为物资平飞阶段的时间，t2为物资俯冲阶段的时间，β为无人机俯冲角；通过改进的模拟退火算法对多目标优化模型进行求解，得到各阶段的最优飞行时间以及无人机俯冲角的最优角度范围，具体包括以下步骤：S1：输入多目标优化模型，设置模拟退火算法参数：温度参数为100度、降温速率为0.99、初始解的选择方式为任意选择；S2：设置马尔可夫链为200，在当前温度下生成200个初始解，所述初始解包括各阶段的初始飞行时间和无人机俯冲角的初始角度；S3：对每个初始解均进行随机扰动，产生对应的新解；S4：计算每个新解与对应初始解的增量，若增量小于0，则以新解作为当前解；若增量大于0，则计算新解的接收概率，若新解的接收概率大于一个随机数，则以新解作为当前解，否则保留初始解为当前解；S5：如果满足终止条件，则输出当前解为最优解，所述最优解包括各阶段的最优飞行时间和无人机俯冲角的最优角度；终止条件为在连续若干个Metropolis链中新解都没有被接受时终止算法或者是设定结束温度；否则按衰减函数衰减后返回S2。

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百度查询： 中国矿业大学 一种无人机定点投放发射方法、系统、设备及介质