基于轨迹映射的无人机拖曳式空中回收轨迹优化 |
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引用本文: | 王宏伦,王延祥,刘一恒.基于轨迹映射的无人机拖曳式空中回收轨迹优化[J].航空学报,2023(20):7-23. |
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作者姓名: | 王宏伦 王延祥 刘一恒 |
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作者单位: | 1. 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院;2. 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室;3. 北京航空航天大学沈元学院;4. 北京宇航系统工程研究所 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(62173022,61673042)~~; |
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摘 要: | 针对无人机拖曳式空中回收过程中的轨迹优化问题,提出一种基于轨迹映射的无人机回收轨迹在线优化方法。首先,建立包括缆绳-浮标-无人机组合体的运动模型、机翼折叠模型在内的空中回收系统模型。随后,提出轨迹映射的思想,利用双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络建立回收系统中回收指令和回收轨迹之间的精确映射关系。然后,利用轨迹映射网络实时预测不同指令下的回收轨迹,并根据计算的预测轨迹代价利用粒子群优化(PSO)算法优化得到最佳回收指令。最后,仿真结果表明:所提的轨迹映射网络具有较高的预测精度和计算速度,所提的方法可以优化出使无人机稳定快速回收的轨迹。
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关 键 词: | 空中回收 轨迹优化 轨迹映射 缆绳-浮标-无人机组合体 双向长短期记忆 神经网络 |
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