CN110849373B - 一种有人机实时航路重规划方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于航路重规划技术领域，特别涉及一种有人机实时航路重规划方法。包括：步骤一：实时获取飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息；步骤二：根据飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息判断当前飞行航路是否经过威胁源的威胁区域，若是，进入步骤三，否则返回步骤一；步骤三：根据威胁源对当前飞行航路的影响，确定实时重规划航段的起点和终点；步骤四：定义重规划航段的辅助航路点的选择条件，并根据选择条件生成辅助航路点；步骤五：判断辅助航路点的有效性，并计算所有有效辅助航路点之间的权值，生成权值矩阵；步骤六：从权值矩阵中计算出最优航路。本申请满足飞机性能要求，飞机飞过航路的用时短，安全性高。
Description
技术领域
本申请属于航路重规划技术领域，特别涉及一种有人机实时航路重规划方法。
背景技术
随着国防工业的飞速发展及各国武器装备研制，未来战场态势瞬息万变，越来越复杂。我方飞机起飞后对敌方目标实施攻击或者侦查任务时，敌方目标周围可能散布着各种敌方探测雷达、防御地空导弹或者高射炮等威胁源。同时，这些威胁源对于我方飞机执行任务时的预定航线产生影响，威胁到了我方飞机的安全，使得我方飞机不能顺利完成战略攻击或者侦查任务，这就迫切需要实时规划出一条安全可行的最优航路。
现有技术中采用的航路规划方法存在效率低、安全性低等缺点。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种有人机实时航路重规划方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种有人机实时航路重规划方法，包括：
步骤一：实时获取飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息；
步骤二：根据所述飞行航路信息、所述飞机飞行状态以及所述威胁源信息判断当前飞行航路是否经过威胁源的威胁区域，若是，进入步骤三，否则返回步骤一；
步骤三：根据所述威胁源对当前飞行航路的影响，确定实时重规划航段的起点和终点；
步骤四：定义所述重规划航段的辅助航路点的选择条件，并根据所述选择条件生成辅助航路点；
步骤五：判断所述辅助航路点的有效性，并计算所有有效辅助航路点之间的权值，生成权值矩阵；
步骤六：从所述权值矩阵中计算出最优航路。
可选地，步骤三中，所述重规划航段的起点定义为受所述威胁源影响的航段的前一个点，所述重规划航段的终点定义为受所述威胁源影响的航段的后一个点。
可选地，步骤四中，所述辅助航路点包括：实时重规划航段的终点周边的辅助航路点、实时重规划航段的起点周边的辅助航路点、威胁源周围的辅助航路点以及威胁源之间的辅助航路点。
可选地，步骤四中，所述重规划航段的辅助航路点的选择条件包括：
所述辅助航路点与所述威胁源保持安全距离；
所述辅助航路点在所述重规划航段的起点周围设定一定数量；
所述辅助航路点在所述重规划航段的终点的最佳目标进入角射线上设定一定数量；
根据重规划航段的起点和终点规划范围，所述辅助航路点在所述规划范围内生成。
可选地，所述辅助航路点设置在两个威胁源中间。
可选地，相邻两个所述辅助航路点之间的距离不小于飞行参数中的最小航程。
可选地，步骤五中，判断所述辅助航路点的有效性的条件包括：
除所述重规划航段的终点的目标最佳进入角射线上的辅助航路点外，其他辅助航路点均不能直飞至终点，只能经过最佳进入角射线上辅助航路点；
距离所述重规划航段的终点最近的辅助航路点在最佳进入角射线上只能设定一个；
相邻两个所述辅助航路点之间形成的航线不能穿越所述威胁源的威胁区域。
可选地，步骤六中，通过Dijkstra算法从所述权值矩阵中计算出最优航路。
可选地，还包括步骤七：根据飞机的性能要求对步骤六中所述最优航路进行优化。
可选地，所述飞机的性能要求包括：最小航段、最大可用过载、目标进入角。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的有人机实时航路重规划方法，能够在满足我方飞机的各种性能要求的情况下，从出发点以尽可能短的时间完成对敌方各种军事目标的打击或者侦查任务，同时使我方飞机自身遭受的威胁最小。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的有人机实时航路重规划方法流程图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种有人机实时航路重规划方法，包括：
步骤一：实时获取飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息；
步骤二：根据飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息判断当前飞行航路是否经过威胁源的威胁区域，若是，进入步骤三，否则返回步骤一；
步骤三：根据威胁源对当前飞行航路的影响，确定实时重规划航段的起点和终点；
步骤四：定义重规划航段的辅助航路点的选择条件，并根据选择条件生成辅助航路点；
步骤五：判断辅助航路点的有效性，并计算所有有效辅助航路点之间的权值，生成权值矩阵；
步骤六：从权值矩阵中计算出最优航路。
本申请的有人机实时航路重规划方法，步骤一中，飞行航路信息由显示控制管理系统来获取，飞机飞行状态通过导航解算来获取，威胁源信息由响应管理系统来获取。
本申请的有人机实时航路重规划方法，步骤三中，为了尽量减少对原航路的影响，重规划航段的起点定义为受威胁源影响的航段的前一个点，重规划航段的终点定义为受威胁源影响的航段的后一个点。
本申请的有人机实时航路重规划方法，步骤四中，辅助航路点包括：实时重规划航段的终点周边的辅助航路点、实时重规划航段的起点周边的辅助航路点、威胁源周围的辅助航路点以及威胁源之间的辅助航路点。
在本申请的一个实施方式中，重规划航段的辅助航路点的选择条件包括：
辅助航路点与威胁源保持安全距离，优选辅助航路点设置在两个威胁源中间；
辅助航路点在重规划航段的起点周围设定一定数量；
辅助航路点在重规划航段的终点的最佳目标进入角射线上设定一定数量；
根据重规划航段的起点和终点规划范围，辅助航路点在规划范围内生成。
此外，还要保证相邻两个辅助航路点之间的距离不小于飞行参数中的最小航程。本实施例中，优选以飞行参数中的最小航程作为辅助航路点之间的最小距离。
在本申请的一个实施方式中，步骤五中，判断辅助航路点的有效性的条件包括：
除重规划航段的终点的目标最佳进入角射线上的辅助航路点外，其他辅助航路点均不能直飞至终点，只能经过最佳进入角射线上辅助航路点；
距离重规划航段的终点最近的辅助航路点在最佳进入角射线上只能设定一个；
相邻两个辅助航路点之间形成的航线不能穿越威胁源的威胁区域。
在本申请的一个实施方式中，步骤六中，通过Dijkstra算法从权值矩阵中计算出最优航路。
在本申请的一个实施方式中，还包括步骤七：根据飞机的性能要求对步骤六中最优航路进行优化。飞机的性能要求包括：最小航段、最大可用过载以及目标进入角。
本申请的有人机实时航路重规划方法，根据我方飞机执行任务飞行航路、飞机实时飞行状态与敌方威胁源信息等实时进行我方飞机当前飞行航路是否受敌方威胁源影响判断；处理飞行计划数据、飞机即时飞行状态及敌方威胁源信息，同时结合飞机的性能参数，确定实时重规划的出发点和目标点，生成可行辅助航路点，运动启发式算法完成最优路径搜索并对最优路径进行再优化。本申请能够在满足我方飞机的各种性能要求的情况下，从出发点以尽可能短的时间完成对敌方各种军事目标的打击或者侦查任务，同时使我方飞机自身遭受的威胁最小。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种有人机实时航路重规划方法，其特征在于，包括：
步骤一：实时获取飞行航路信息、飞机飞行状态以及威胁源信息；
步骤二：根据所述飞行航路信息、所述飞机飞行状态以及所述威胁源信息判断当前飞行航路是否经过威胁源的威胁区域，若是，进入步骤三，否则返回步骤一；
步骤三：根据所述威胁源对当前飞行航路的影响，确定实时重规划航段的起点和终点；
步骤四：定义所述重规划航段的辅助航路点的选择条件，并根据所述选择条件生成辅助航路点；
所述重规划航段的辅助航路点的选择条件包括：
所述辅助航路点与所述威胁源保持安全距离；
所述辅助航路点在所述重规划航段的起点周围设定一定数量；
所述辅助航路点在所述重规划航段的终点的最佳目标进入角射线上设定一定数量；
根据重规划航段的起点和终点确定规划范围，所述辅助航路点在所述规划范围内生成；
步骤五：判断所述辅助航路点的有效性，并计算所有有效辅助航路点之间的权值，生成权值矩阵；
判断所述辅助航路点的有效性的条件包括：
除所述重规划航段的终点的目标最佳进入角射线上的辅助航路点外，其他辅助航路点均不能直飞至终点，只能经过最佳进入角射线上辅助航路点；
距离所述重规划航段的终点最近的辅助航路点在最佳进入角射线上只能设定一个；
相邻两个所述辅助航路点之间形成的航线不能穿越所述威胁源的威胁区域；
步骤六：从所述权值矩阵中计算出最优航路。
2.根据权利要求1所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，步骤三中，所述重规划航段的起点定义为受所述威胁源影响的航段的前一个点，所述重规划航段的终点定义为受所述威胁源影响的航段的后一个点。
3.根据权利要求1所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，步骤四中，所述辅助航路点包括：实时重规划航段的终点周边的辅助航路点、实时重规划航段的起点周边的辅助航路点、威胁源周围的辅助航路点以及威胁源之间的辅助航路点。
4.根据权利要求3所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，所述辅助航路点设置在两个威胁源中间。
5.根据权利要求4所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，相邻两个所述辅助航路点之间的距离不小于飞行参数中的最小航段。
6.根据权利要求1所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，步骤六中，通过Dijkstra算法从所述权值矩阵中计算出最优航路。
7.根据权利要求1所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，还包括步骤七：根据飞机的性能要求对步骤六中所述最优航路进行优化。
8.根据权利要求7所述的有人机实时航路重规划方法，其特征在于，所述飞机的性能要求包括：最小航段、最大可用过载、目标进入角。
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