一种旋翼飞行器预警装置，其包括多个声音处理模块(1)和定位处理模块(2)，异常端点检测模块(5)把声音短时平均幅度和声音短时过零率其中之一超过门限判定为异常声音；定位处理模块(2)包括计算同一声源的信号到达两个声音处理模块(1)的时延差值的时延计算单元(9)、根据时延差值和声音处理模块间距的几何关系确定声源方向角度的角度计算单元(10)和通过多组声音处理模块组合定位声源位置的声源定位单元(11)，所述声源定位单元(11)根据方位角θ进行聚类，并选择聚类后噪声功率最强的两组声音处理模块判断的声源方位角θ作为最终的声源方向，在电子地图上显示声源位置并发出警报。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞行器预警领域，特别是无人飞行器的预警，尤其涉及一种旋翼飞行 器预警装置及预警方法。
技术介绍
当前旋翼式飞行器已经开始广泛的介入广大群众的日常生活。旋翼式飞行器由于 能够完成直上直下的起飞与降落，并且能够在空中悬停，飞行更加灵活，所以相较于传统的 固定翼式飞行器，有其自身特点，并得到了广泛应用。现有法规对于通航领域的飞行管理还 不是很完善，但是对于飞行高度不高，往往处于视距范围内的旋翼式飞行器，目前的监管还 是一个空白。 虽然，旋翼式飞行器在航拍、物流、巡逻等方面，开始给予广大消费者以全新的体 验，并且拥有着广泛的应用前景，但同时，旋翼式飞行器无监管的飞行，也会带来一些困扰。 由于飞行器本身质量水平不一，控制飞行器的飞手的操纵水平差异也很大，所以，旋翼式飞 行器误入一些禁飞区的新闻屡见不鲜。比如，四轴飞行器闯入白宫的新闻、四轴飞行器飞越 巴黎政府区的新闻。甚至，也诱发了一些敏感人士担心，可能会有不良人士操纵四轴飞行器 来实施偷拍。 以四轴多旋翼飞行器为例，由于四轴飞行器的飞行范围通常是在低空区域，而且 四轴飞行器的体积也相对较小，传统监测高空飞行器的雷达等设备，无法用于对多旋翼飞 行器的监视，并且从成本考虑，也不宜简单使用雷达方式来实现对多旋翼飞行器的监测和 遥感。 专利CN102508237公开了一种角跟踪系统，其特征是包括控制中心、天线分系统、 馈线分系统、发射分系统、接收分系统、伺服分系统和通讯接口分系统，所述天线分系统包 括电线座，以及安装在天线座上的定向天线、全向天线和定向喇叭，所述发射分系统，包括 上变频器、频控处理器、功放和选择开关；由控制中心送来的基带激励信号送给发射分系 统，在发射分系统内，基带激励信号经上变频器后送至功放；功放的输出端连接选择开关 的输入端；所述选择开关的输出端分别连接定向天线、全向天线和定向喇机的发射信号输 入端；所述定向天线通过馈线分系统连接该选择开关的输出端；频控处理器接收来自控制 中心的控制信号，并依此输出选择开关、上变频器频率选择和功放的控制信号，所述馈线分 系统，本分系统传输发射信号给定向天线，接收相应频率回波信号，在发射信号的同时接 收和E、方位差△A二路接收信号，再经接收分系统送接收机；本分系统包括双工器、加减 器、左馈源和右馈源；对于定向天线的发射信号，该发射信号依次经双工器、加减器和左馈 源输出；接收和E信号依次经左馈源、加减器和端口输出至双工器，接收方位差AA信号由 左右馈源经加减器差输出，所述接收分系统，包括选择开关、LNA、下变频器、频控处理器和 中频接收机；本选择开关的一个输出端依次连接LNA和下变频器，下变频器的输出端连接 中频接收机的输入端；该选择开关有三个输入端，全向天线和定向喇机分别连接该选择开 关的两个输入端；本选择开关的另一个输入端接收所述E信号和AA信号；本频控处理器 接收来自控制中心的控制信号，并依此输出选择开关、下变频器的控制信号，所述伺服分系 统，包括伺服控制器和驱动电机，所述伺服控制器的控制信号输出给驱动电机，驱动电机驱 动电线座作转动和俯仰动作，所述通讯接口分系统，连接在控制中心与发射分系统的频控 处理器、接收分系统的频控处理器以及伺服分系统的伺服控制器之间。该专利文献有较高 的测角精度和良好的搜索、捕获能力，但部件多、结构复杂且成本昂贵而无法得到广泛的应 用。 专利CN103822699A公开了一种无人直升机振动在线监测系统，其特征在于：包 括：机载通信设备，主要作用是发射经过分析处理的振动信号；地面通信控制设备，接收机 载通信设备发送来的实时振动信号，以图形或声音形式实现报警、提示及演示无人直升机 的空中飞行实时振动情况；传感器，设在无人直升机的一处或多处机身上，感应机身各处的 位移、速度和加速度；采集仪，将传感器感应到的各种信号转换成电信号并传递给分析仪， 所述采集仪主要由抗混滤波、数模转换和DSP处理器组成；所述抗混滤波和DSP处理器的截 止频率为所述采集仪最大采样频率的1/2. 56倍，阻带衰减：一 120dB/0ct，平坦度0. 05dB/ Oct;分析仪，对采集仪传输过来的电信号与预设的极限值进行比对判断，如果传输过来的 电信号没有超出预设的极限值，则不触发其他动作；如果传输过来的电信号超出预设的极 限值，分析仪将分析结果通过机载通信设备发送至地面通信控制设备。该专利文献公开的 这种在线监测系统能够让地面操控人员实时的掌握无人直升机的飞行状态，但其需要机载 设备配合，无法实现预警功能。 因此，当前存在一种需求，是能够提前感应到高速飞行的旋翼飞行器，并实施预警 且结构简单、成本低适用范围广。 本申请专利技术人注意到多旋翼无人机为了产生足够的推力，电机和桨叶需要以极高 的速度旋转，同时这种高速旋转会带来持续的低频启动噪声，这是任何多旋翼无人机都无 法回避的特征。本专利技术利用无人机在飞行过程中产生低频噪声这一特点，通过声音采集阵 列，声音识别和定位的装置和方法，判断无人机抵近飞行的行为，作出提前预警，主动防御 的措施，且能够有效实施对可能接近的多旋翼式飞行器的预警，能够避免其他空中飞行物 的干扰，如飞鸟、民航飞机、航模等。
技术实现思路
本专利技术公开了一种，本专利技术利用旋翼飞行器在飞 行过程中产生低频噪声这一特点，通过声音采集、声音识别、声音定位的预警装置及预警方 法，判断旋翼飞行器抵近飞行的行为，进行提前预警、主动防御的措施。 本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。 根据本专利技术的第一方面，.一种旋翼飞行器预警装置包括多个对声音模拟信号处 理的声音处理模块和定位处理模块。其中，所述声音处理模块包括对异常声音检测的异常 端点检测模块。 所述定位处理模块包括计算同一声源的信号到达两个声音处理模块的时延差值 的时延计算单元、根据时延差值和声音处理模块间距的几何关系确定声源方向角度的角度 计算单元和通过多组声音处理模块组合定位声源位置的声源定位单元，所述声源定位单元 根据方位角0进行聚类，并选择聚类后噪声功率最强的两组声音处理模块判断的声源方 位角9作为最终的声源方向。 优选地，本专利技术公开的一种旋翼飞行器预警装置包括多个声音处理模块和定位处 理模块，其中，所述声音处理模块包括采集声音模拟信号的声音传感器、声音减谱滤波模块 和异常端点检测模块，所述声音减谱滤波模块对声音模拟信号进行处理，异常端点检测模 块把声音短时平均幅度和声音短时过零率其中之一超过门限判定为异常声音。 所述定位处理模块包括计算同一声源的信号到达两个声音处理模块的时延差值 的时延计算单元、根据时延差值和声音处理模块间距的几何关系确定声源方向角度的角度 计算单元和通过多组声音处理模块组合定位声源位置的声源定位单元。 时延计算单元包括将每个声音处理模块获得的异常声音的数字信号通过傅里叶 变换进行功率谱计算且共辄相乘得到本帧信号的互功率谱，然后进行连续多帧信号累加计 算得到平滑功率谱，再进行反傅里叶变换，得到两个采集信号的互相关函数，然后对互相关 函数求模，获得模值的峰值作为两信号的时延差值。 角度计算单元通过公式0 =cos
c/d)获得声源方向与声音处理模块排列方 向的夹角即声源方位角9，其中，声音处理模块之间的距离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋翼飞行器预警装置，其包括多个对声音模拟信号处理的声音处理模块(1)和定位处理模块(2)，其中，所述声音处理模块(1)包括对异常声音检测的异常端点检测模块(5)；所述定位处理模块(2)包括计算同一声源的信号到达两个声音处理模块(1)的时延差值的时延计算单元(9)、根据时延差值和声音处理模块间距的几何关系确定声源方向角度的角度计算单元(10)和通过多组声音处理模块组合定位声源位置的声源定位单元(11)，所述声源定位单元(11)根据方位角θ进行聚类，并选择聚类后噪声功率最强的两组声音处理模块(1)判断的声源方位角θ作为最终的声源方向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，
申请(专利权)人：陈昊，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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