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1. WO2021062913 - UNMANNED AERIAL VEHICLE THREE-DIMENSIONAL TRAJECTORY DESIGN METHOD BASED ON WIRELESS ENERGY TRANSMISSION NETWORK

Publication Number WO/2021/062913
Publication Date 08.04.2021
International Application No. PCT/CN2019/114918
International Filing Date 01.11.2019
IPC
G05D 1/10 2006.01
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
1Control of position, course, altitude, or attitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
10Simultaneous control of position or course in three dimensions
CPC
G05D 1/101
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
1Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
10Simultaneous control of position or course in three dimensions
101specially adapted for aircraft
Applicants
  • 华南理工大学 SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY [CN]/[CN]
Inventors
  • 冯婉媚 FENG, Wanmei
  • 唐杰 TANG, Jie
  • 傅予力 FU, Yuli
  • 章秀银 ZHANG, Xiuyin
  • 敖少鹏 AO, Shaopeng
  • 区俊辉 OU, Junhui
Agents
  • 广州粤高专利商标代理有限公司 YOGO PATENT & TRADEMARK AGENCY LIMITED COMPANY
Priority Data
201910942069.930.09.2019CN
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) UNMANNED AERIAL VEHICLE THREE-DIMENSIONAL TRAJECTORY DESIGN METHOD BASED ON WIRELESS ENERGY TRANSMISSION NETWORK
(FR) PROCÉDÉ DE CONCEPTION DE TRAJECTOIRE TRIDIMENSIONNELLE DE VÉHICULE AÉRIEN SANS PILOTE BASÉ SUR UN RÉSEAU DE TRANSMISSION D'ÉNERGIE SANS FIL
(ZH) 一种基于无线能量传输网络的无人机三维轨迹的设计方法
Abstract
(EN)
Disclosed in the present invention is an unmanned aerial vehicle three-dimensional trajectory design method based on a wireless energy transmission network. The method comprises: establishment of a downlink channel model of a wireless energy transmission network; establishment of a mathematical model based on maximization of energy harvested by a user, comprising three-dimensional position deployment, charging time allocation, and energy beam pattern generation of an unmanned aerial vehicle; design and analysis of a low-complexity iterative algorithm for jointly optimizing the three-dimensional position deployment, charging time, and energy beam of the unmanned aerial vehicle; and design of an unmanned aerial vehicle three-dimensional flight trajectory by a branch and bound method. The present invention proposes to apply three-dimensional energy beamforming technology to a wireless energy transmission network, establish a mathematical optimization problem, of the network model, based on the maximization of energy harvested by a user, and apply a low-complexity iterative algorithm to jointly optimize the three-dimensional position deployment, charging time, and energy beam pattern of an unmanned aerial vehicle, so as to maximize the energy harvested by the user in a coverage area while meeting altitude and coverage area restrictions of the unmanned aerial vehicle.
(FR)
La présente invention concerne un procédé de conception de trajectoire tridimensionnelle de véhicule aérien sans pilote basé sur un réseau de transmission d'énergie sans fil. Le procédé comprend : l'établissement d'un modèle de canal de liaison descendante d'un réseau de transmission d'énergie sans fil ; l'établissement d'un modèle mathématique basé sur la maximisation de l'énergie récoltée par un utilisateur, comprenant le déploiement de position tridimensionnelle, l'attribution de temps de charge et la génération de motif de faisceau d'énergie d'un véhicule aérien sans pilote ; la conception et l'analyse d'un algorithme itératif de faible complexité pour optimiser conjointement le déploiement de position tridimensionnelle, le temps de charge et le faisceau d'énergie du véhicule aérien sans pilote ; et la conception d'une trajectoire de vol tridimensionnelle de véhicule aérien sans pilote par un procédé de séparation et d'évaluation progressive. La présente invention propose d'appliquer une technologie de formation de faisceau d'énergie tridimensionnelle à un réseau de transmission d'énergie sans fil, d'établir un problème d'optimisation mathématique, du modèle de réseau, sur la base de la maximisation de l'énergie récoltée par un utilisateur, et d'appliquer un algorithme itératif de faible complexité pour optimiser conjointement le déploiement de position tridimensionnelle, le temps de charge et le motif de faisceau d'énergie d'un véhicule aérien sans pilote, de manière à maximiser l'énergie récoltée par l'utilisateur dans une zone de couverture tout en répondant aux restrictions d'altitude et de zone de couverture du véhicule aérien sans pilote.
(ZH)
本发明公开了一种基于无线能量传输网络的无人机三维轨迹的设计方法。所述方法包括:无线能量传输网络的下行信道模型建立;基于用户采集能量最大化的数学模型的建立,包括无人机三维位置部署、充电时间分配以及能量波束方向图产生;联合优化无人机三维位置部署、充电时间、能量波束的低复杂度迭代算法的设计与分析;使用分支定界法设计无人机三维飞行轨迹。本发明提出将三维能量波束赋形技术应用于无线能量传输网络中,并建立该网络模型基于最大化用户采集能量的数学优化问题,应用低复杂度的迭代算法联合优化无人机三维位置部署、充电时间以及能量波束方向图,以实现在满足无人机海拔高度和覆盖区域限制的同时,最大化覆盖区域内用户采集的能量。
Also published as
Latest bibliographic data on file with the International Bureau