一种基于比例导引的无人艇目标跟踪方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115047877A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210648171.X(22)申请日2022.06.08(71)申请人中国船舶集团有限公司系统工程研究院地址100094北京市海淀区丰贤东路1号(72)发明人韩玮马向峰谢杨柳曾江峰陈骁张馗王千一陈卓郭晓晔王伟梁旭董钉李哲胥凤驰骆福宇王一帆刘如磊王子帅吴与伦宋胜男董洁琳许埔宁王伟蒙(74)专利代理机构中国船舶专利中心11026专利代理师李朝翠(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于比例导引的无人艇目标跟踪方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于比例导引的无人艇目标跟踪方法及系统，该方法包括：求解目标导引点的坐标；求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角；求解无人机期望航速与航向。本发明的技术方案，采用比例导引法实现了无人艇在依靠光学等探测方式时对目标的稳定跟踪，大大提高了无人艇在高机动性及运动的条件下的探测性能。CN115047877ACN115047877A权利要求书1/2页1.一种基于比例导引的无人艇目标跟踪方法，其特征在于，包括：求解目标导引点的坐标；求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角；求解无人机期望航速与航向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解目标导引点的坐标，具体包括：按照以下公式计算目标导引点的坐标(xt，yt)：(xt，yt)＝(xtt，ytt)‑H*λ其中，(xtt，ytt)为无人艇的坐标，H为目标导引点位于目标艇直线航路后方的距离，λ为目标艇稳定直线航向。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角，具体包括：根据无人艇的坐标和目标导引点的坐标求解无人艇与目标导引点的距离R；根据无人艇、目标导引点和目标艇三点之间的距离求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，求解无人机期望航速与航向，具体包括：当R≥R设定时，无人艇期望航速Vm(k)＝Vmaxkn，无人艇期望航向当ψm(k)(期望)＜0时，ψm(k)(期望)＝ψm(k)(期望)+360°；其中，Vmax是人工设定的一个无人艇追击速度的上限值；当0≤R＜R设定，且cosβ≤N时，Vm(k)＝Vmax‑(Vmax‑V目标)*tanh[(P‑R)*T]kn；ψm(k)(期望)＝q(k)；其中N、P、T为常数项，0≤N＜1；当0≤R＜R设定，且cosβ＞N时，Vm(k)＝V目标‑K*R*cosβkn；其中K为常数项。5.一种基于比例导引的无人艇目标跟踪系统，其特征在于，包括：坐标求解模块，用于求解目标导引点的坐标；夹角求解模块，用于求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角；航速及航向求解模块，用于求解无人机期望航速与航向。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述坐标求解模块，具体用于：按照以下公式计算目标导引点的坐标(xt，yt)：(xt，yt)＝(xtt，ytt)‑H*λ其中，(xtt，ytt)为无人艇的坐标，H为目标导引点位于目标艇直线航路后方的距离，λ为目标艇稳定直线航向。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述夹角求解模块，具体包括：距离求解单元，用于根据无人艇的坐标和目标导引点的坐标求解无人艇与目标导引点的距离R；夹角求解单元，用于根据无人艇、目标导引点和目标艇三点之间的距离求解目标艇与目标导引点的连线和无人艇与目标导引点的连线之间的夹角。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述航速及航向求解模块，具体用于：2CN115047877A权利要求书2/2页当R≥R设定时，无人艇期望航速Vm(k)＝Vmaxkn，无人艇期望航向当ψm(k)(期望)＜0时，ψm(k)(期望)＝ψm(k)(期望)+360°；其中，Vmax是人工设定的一个无人艇追击速度的上限值；当0≤R＜R设定，且cosβ≤N时，Vm(k)＝Vmax‑(Vmax‑V目标)*tanh[(P‑R)*T]kn；ψm(k)(期望)＝q(k)；其中N、P、T为常数项，0≤N＜1；当0≤R＜R设定，且cosβ＞N时，Vm(k)＝V目标‑K*R*cosβkn；其中K为常数项。9.一种终端设备，其特征在于，包括：处理器；以及存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。10.一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，其特征在于，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如权利要