1.基于飞行任务的无人机集群三维空间仿真器构建方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)设置无人机集群的飞行任务、环境信息和初始化状态信息,并根据集群飞行任务配置无人机个体的任务系数;
(2)根据无人机集群的飞行任务和对于无人机个体分配的任务系数,设定无人机个体的飞行任务、初始化状态信息;
(3)轨迹迭代仿真模块根据环境信息和无人机集群当前状态,使用单架无人机个体路径决策算法,生成面向无人机个体的多条无人机预规划轨迹,再根据路径安全、飞行任务选取当前最优规划轨迹;
(4)每隔一个迭代步长,轨迹迭代仿真模块判断无人机的飞行规划轨迹合理性和任务完成度;
(5)根据飞行条件判断是否结束整个集群模拟过程以及是否需要调整当前无人机的规划轨迹;
(6)综合考虑飞行任务完成度、飞行状态信息和环境信息选择集群最优规划轨迹,并把三维空间集群飞行数据映射到二维空间并进行二维界面数据显示,直至整个集群模拟过程结束;
步骤1中所述的飞行任务、环境信息和初始化状态信息均来自初始化信息界面;
步骤3中所述的单架无人机个体路径决策算法具体是:
Step1、获取无人机飞行任务,获得配置的无人机个体的任务系数;
Step2、初始化无人机初速度、加速度、初角度、飞行最大速度,根据飞行任务确定三维球形飞行边界;
Step3、划分飞行范围为三个安全系数不同的区域,分别为安全区、潜在危险区、危险区;
Step4、根据获取到的无人机飞行实时数据和飞行任务得到无人机候选飞行路径;
Step5、按照迭代步长判断无人机飞行任务的完成度和飞行轨迹合理性,并进行无人机飞行演示;
其中Step4中得到无人机候选飞行路径的具体是:
根据无人机的位置、速度、角度,判断无人机在划定的哪个区域,若无人机在安全区域,则在以无人机为圆心飞行距离为半径的球体内,生成飞行方向变化为1°到30°的候选飞行轨迹点;
再根据飞行任务当前完成度从候选飞行轨迹中选择最优的飞行轨迹;若无人机在潜在危险区,则在候选轨迹点中删除在潜在危险区和危险区的点,并在其中选择提高任务完成度的最优飞行轨迹点;若无人机在危险区,则在候选轨迹点中删除在危险区的点,并在其中选择提高任务完成度的最优飞行轨迹点。
2.根据权利要求1所述的一种基于飞行任务的无人机集群三维空间仿真器构建方法,其特征在于:所述的候选飞行轨迹点采用以下方式选取:Step5‑1、实时监测并获取无人机个体参数数据和无人机个体飞行的实时环境;
Step5‑2、根据无人机实时参数数据,计算无人机下一次飞行任务轨迹点与当前位移点的距离;
Step5‑3、根据无人机的飞行任务,以无人机当前位移点为圆心,选取无人机飞行角度,在无人机飞行的三维空间中确定最优的候选飞行轨迹点;
Step5‑4、更新无人机飞行数据,候选飞行轨迹点数据更新为当前数据,跳转至Step5‑
1。
3.根据权利要求2所述的一种基于飞行任务的无人机集群三维空间仿真器构建方法,其特征在于:在Step5‑2中如果当前位移点与任务轨迹点距离远大于位移参数的最大值,直接选取最大值为位移值;
如果当前位移点与任务轨迹点距离是位移参数最大值的两倍,修改位移参数的值为最大值的一半,并设为当前的位移;
如果当前位移点与任务轨迹点距离与位移参数最大值相近,位移参数设为两点距离的一半,重复此步骤,直到无人机飞到任务轨迹点处。