第七章任务规划资料讲解

第7章任务(rènwu)规划第一页，共19页。任务规划概念(gàiniàn)与功能

任务规划的主要目标是依据地形信息和执行任务环境条件信息，综合考虑无人机的性能、到达时间、耗能、威胁以及飞行区域等约束条件，为无人机规划出一条或多条自出发点到目标点的最优或次优航迹，保证无人机高效(ɡāoxiào)、圆满地完成飞行任务，并安全返回基地。无人机任务规划（MissionPlanning）是指根据无人机需要完成的任务、无人机的数量以及携带任务载荷的类型，对无人机制定飞行(fēixíng)路线并进行任务分配。第二页，共19页。任务(rènwu)规划概念与功能

主要功能由于无人机对任务规划的要求，需要更为详细的飞行航迹信息、作用目标和任务执行信息。无人机任务规划是实现自主导航与飞行控制的有效途径，它在很大程度(chéngdù)上决定了无人机执行任务的效率。无人机任务规划需要实现以下功能：任务分配功能航迹规划功能仿真演示功能第三页，共19页。约束条件与原则(yuánzé)约束条件:无人机任务规划需要考虑以下因素：飞行(fēixíng)环境限制无人机物理限制飞行(fēixíng)任务要求实时性要求第四页，共19页。无人机物理(wùlǐ)限制最小转弯半径：无人机飞行转弯半径将受到自身飞行性能限制(xiànzhì)，它限制(xiànzhì)无人机只能在特定的转弯半径范围内转弯。最大俯仰角：上升(shàngshēng)和下滑的最大角度。最小航迹段长度：最小航迹段长度是指限制无人机在开始改变飞行姿态前必须直飞的最短距离。最低安全飞行高度：限制通过任务区域最低飞行高度，防止飞行高度过低而撞击地面而坠毁。第五页，共19页。飞行任务(rènwu)要求航迹距离(jùlí)约束，限制航迹长度不大于一个预先设定的最大距离(jùlí)。固定的目标进入方向，确保无人机从特定(tèdìng)角度接近目标。到达时间、进入方向。第六页，共19页。实时性要求(yāoqiú)实时性要求，由于任务的不确定性，无人机常常需要临时改变(gǎibiàn)飞行任务。无人机任务规划系统必须具备在线重规划功能。第七页，共19页。原则(yuánzé)对航路(hánglù)点进行检验和调整，使之满足各种约束条件的需求。选用优化准则（如最短路径分析）由计算机辅助生成飞行航线。用检验准则检验航线上的每个点，若全部通过，则找到了一条可用的航线。第八页，共19页。分类与方法(fāngfǎ)-任务规划分类从实施时间上划分，任务规划可以(kěyǐ)分为预先规划和实时规划。就任务规划系统具备的功能而言，任务规划可包含航迹规划、任务分配规划、数据链路规划和系统保障与应急预案规划等，其中航迹规划是任务规划的主体和核心。第九页，共19页。分类与方法(fāngfǎ)-任务描述与分解第十页，共19页。航迹(hánɡjì)规划无人机航迹规划是任务规划的核心内容，需要综合应用导航技术、地理信息技术以及远程感知技术，以获得全面详细的无人机飞行现状(xiànzhuàng)以及环境信息，结合无人机自身技术指标特点，按照一定的航迹规划方法，制定最优或次优路径。因此，航迹规划需要充分考虑电子地图的选取、标绘，航线预先规划以及在线调整时机。第十一页，共19页。电子地图功能：电子地图在无人机任务规划中的作用是显示无人机的飞行位置(wèizhi)、画出飞行航迹、标注规划点以及显示规划航迹等显示信息为三个方面：1无人机位置(wèizhi)和飞行航迹2无人机航迹规划信息3辅助信息（图元标注）第十二页，共19页。地图(dìtú)校准由于加载的电子地图与实际操作时的地理位置信息有偏差，需要在使用前对地图进行校准。无人机在特定(tèdìng)区域内执行任务时，只需首次对该区域地图进行校准，此后在该区域执行任务时，直接调用已校准的地图即可。第十三页，共19页。图元标注(biāozhù)场地标注：起飞场地标注、着陆场地标注、应急场地标注、为操作员提供发射与回收以及应急迫降的区域参考。警示标注：飞行(fēixíng)区域内重点目标的标注，如建筑物、禁飞区、人口密集区等影响飞行(fēixíng)安全的区域。任务区域标注：无人机侦察监视区域应预先标注，主要包括任务区域范围、侦察监视对象等。第十四页，共19页。航线(hángxiàn)规划

航线(hángxiàn)规划一般分两步：

首先是飞行前预规划，即根据既定任务，结合环境限制与飞行约束条件，从整体上制定最优参考路径并装订特殊任务；

其次是飞行过程中的重规划，即根据飞行过程中遇到的突发状况，如地形、气象变化、未知限飞禁飞因素等，局部动态的调整飞行路径或改变动作任务。

第十五页，共19页。航线(hángxiàn)规划第十六页，共19页。应急(yìngjí)航线任务规划时还要考虑异常应急措施，其主要目的是确保飞机安全返航，规划一条安全返航通道和应急迫降点，以及航线转移(zhuǎnyí)策略（从航线上的任意点转入安全返航通道或从安全返航通道转向应急迫降点或机场）。第十七页，共19页。无人机仪表(yíbiǎo)飞行无人机操作手利用飞行摇杆在姿态遥控或直接操作舵面方式下的飞行定义(dìngyì)为无人机的仪表飞行。第十八页，共19页。思考(sīkǎo)1、无人机系统任