申请/专利权人：南京信息工程大学

申请日：2024-02-27

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117782108A

主分类号：G01C21/20

分类号：G01C21/20;G01K13/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明公开一种应用于海洋中尺度漩涡探测的多无人机定位系统及方法，首先通过卫星获取中尺度漩涡的模糊位置，然后利用无人机携带温度传感器，根据中尺度漩涡内部水温与周围水温相差较大这一特点，利用基于改进矩形波式Z字形遍历的漩涡发现方法和基于PSO的漩涡跟踪方法，实现了对温度的实时监测和漩涡中心的精准定位。解决了根据海面高度异常数据不能检测到中尺度的漩涡以及由海表面温度数据跟踪漩涡存在不稳定性的问题。

主权项：1.应用于海洋中尺度漩涡探测的多无人机定位方法，其特征在于，所述方法包括基于改进矩形波式Z字形遍历的漩涡发现方法和基于PSO的漩涡跟踪方法；基于改进矩形波式Z字形遍历的漩涡发现方法包括航路预规划方法和轨迹跟踪方法；所述航路预规划方法预规划航线，为每架无人机规划漩涡中心的搜索路线；所述轨迹跟踪方法计算无人机沿预规划航线飞行时的期望飞行速度；在无人机沿预规划航线飞行的过程中，利用人工势场法设计避碰策略；基于PSO的漩涡跟踪方法进行涡流中心定位；所述航路预规划方法包括以下步骤：（1）建立区域边界约束函数组：假定存储的第i个坐标点为，查找中的最大最小值，获取最大最小值坐标，以此确定目标区域，建立目标区域边界约束函数组；（2）全区域航路规划：沿X轴方向扫描搜索时，在[Xmin,Xmax]之间按搜索间隔进行切分，求出所有的切分点，将经过切分点并与搜索方向垂直的直线作为切分线，根据设置的搜索方向依次求出切分线与区域边界约束函数组的交点，将交点作为搜索的路径点；（3）子区域划分：假设搜索无人机数量为N，搜索整个区域所需的总的搜索路径长度为T，则每个子区域的搜索路径总长度为TN，以从搜索方向开始的第一条搜索路线开始，依次增加子区域的搜索路线，每增加一条，计算子区域总的搜索路线长度，当总的搜索路线长度大于TN时，则将该子区域路线进行保存，并以下一条路线作为新的起始路线，继续进行下一个子区域的划分，直至整个待搜索区域划分完毕；（4）子区域路径生成：计算起降点与子区域上下左右四个顶点的距离，选取距离最近的点作为搜索路径的起始点，然后依次遍历所有的搜索路径点，在最后一个路径点返回起降点；所述轨迹跟踪方法计算无人机沿航线飞行时的期望速度，无人机的期望速度包含两部分：va垂直于航线，当无人机偏离航线时使无人机回到航线上，vb与航线平行；假设无人机从飞往，无人机当前位置为Px,y，无人机期望飞行速度的计算步骤如下：（1）求从点指向点的单位向量Ui： ；（2）求va和vb： ；G1和G2为参数，其中G1为垂直于航线方向的速度的增益，该参数越大，无人机向航线靠拢的速度越快，反之向航线靠拢的速度越慢；G2为平行于航线方向的速度的增益，该参数越大，无人机沿航线飞行的速度越快，反之沿航线飞行的速度越慢；（3）求总的期望速度Vtra： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京信息工程大学 应用于海洋中尺度漩涡探测的多无人机定位系统及方法

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