中国科学院沈阳自动化研究所何玉庆获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院沈阳自动化研究所申请的专利一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116263332B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111519553.4,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法是由何玉庆;杨丽英;常彦春;蒋涵;马立新;黄朝雄;李思梁设计研发完成,并于2021-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及多无人机中继通信领域,具体涉及一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法,所述的通信中继位置规划方法包括搜索区域的缩小和中继无人机通视度模型的建立,在无人机与地面控制端之间加入一个无人机,该无人机起通信中继作用保持两者间的通信传输,在离线地图上采集数据并进行预处理,并将庞大的数据量压缩,中继无人机根据通视度大小自主寻找通视位置。该通信中继位置规划方法解决了无人机在复杂山区低空飞行时会因为山体的阻挡导致与地面控制端的信号丢失的问题,搜索区域的缩小使单次迭代周期算法运行时间大幅度缩减,通视度模型的建立使中继无人机在有限迭代次数内寻找到通视位置,进一步提高了算法效率,将该方法应用于多无人机中继通信保证了其在复杂山区低空飞行时的通信传输。
本发明授权一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于在线自寻优的无人机通信中继位置规划方法,其特征在于,通过搜索区域的缩小和中继无人机通视度模型的建立,实现中继无人机自主寻找通视位置,包括以下步骤: 步骤1:数据采集及预处理:在离线地图上截取搜索区域并提取经度、纬度和高程值,以经度为X轴,纬度为Y轴,高程值为Z轴建立大地坐标系并进行坐标转换,将大地坐标系转换为本地坐标系; 步骤2:数据压缩:在本地坐标系上缩小搜索区域; 步骤3:通视度判断:在压缩后的本地坐标系中,判断当前时刻中继无人机的状态的信号传播方式是否为非视距传播; 步骤4:寻找通视位置:当信号传播方式为非视距传播时,中继无人机根据中继无人机自主寻优策略实时自主寻找分别与任务无人机及地面控制端的共同通视位置; 所述步骤3,包括以下步骤: 步骤3.1:在中继无人机与地面控制端空间连线中,以地面控制端为初始点中继无人机为终点,每隔缩小间隔interval取一个点,共取N个点,N的取值通过下式得到: 其中,xterminal,yterminal为地面控制端的位置,xrelay,yrelay为中继无人机的位置,且xrelay≥xterminal,yrelay≥yterminal,INT表示舍弃小数取整数; 步骤3.2:计算中继无人机与地面控制端空间连线上所取第i个点对应的高度值zmi,通过下式得到: zmi=zterminal+tmi×zrelay-zterminal 其中,zterminal为地面控制端的实际高度值,zrelay为中继无人机的实际高度值,xmi,ymi,zmii∈1,2,3…,N为地面控制端与中继机实时位置连线上的任意一点且xmi∈[xterminal,xrelay],参数tmi通过下式得到: 步骤3.3:计算第i个点的通视度,通过下式得到: 其中,LosDegreei表示第i个点的通视度,zmi表示空间连线上第i个点对应的高度值,zni表示实际高程信息中对应xmi,ymi坐标位置的地表海拔高度值;步骤3.4:计算中继无人机与地面控制端间的通视度,通过下式得到: LosDegree=min{LosDegree1,LosDegree2,…,LosDegreen} 其中,LosDegree表示中继无人机与地面控制端间的通视度,是n个通视度中的最小值; 步骤3.5:当LosDegree∈[-1,0时为非视距传播;LosDegree∈0,1]时为视距传播;LosDegree=0为临界通视。
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