远程无人机遥控的预警应急控制方法技术

本发明专利技术公开了一种远程无人机遥控的预警应急控制方法，基于通信技术对遥控信号的状态参数进行提取、分析、监控和判定，定义了多层次、多级别的预警提示，基于动态统计评估，将多层级预警提示与预定的应急遥控操作相联动，建立了一种新的预警应急控制方法，给出了一种可以显著增强远程无人机遥控可靠性的方案。与现有技术相比，本发明专利技术将通信技术与遥控实施机制有机地结合起来，形成联动，有效分工，可以从根本上解决远程无人机遥控失控的问题，实现了远程无人机遥控的预警应急控制。

【技术实现步骤摘要】
远程无人机遥控的预警应急控制方法
本专利技术涉及一种远程无人机遥控的预警应急控制方法，属于无线通信控制

技术介绍
无人机遥控利用无线通信技术来传输数字遥控信息，涉及到通信协议的设计，收发信机的实现，无线信道分析与测量等技术。远程遥控技术通常关心的问题有：a)接收机的灵敏度，高的灵敏度意味着更远的遥控距离；b)数据传输速率，高的数据速率意味着更多的数据信息可以被传输，遥控更为精准；c)可靠性，高的可靠性意味着遥控信号对干扰有一定抵抗能力，不至于轻易地失控。然而，除了干扰导致的可靠性问题之外，当被控设备飞行至弱信号区，或接近信号覆盖范围的边缘时，也会出现失控的情形。所以，更为周全的遥控可靠性机制不仅仅要增强信号的抗干扰能力，更需要实时监测遥控信号，并配之以动态预警方案，以及基于该方案的应急控制方法。无线通信技术用于无人机遥控领域目前已经有许多成熟的方案。这些方案致力于研究的技术主要包括：改进调制解调方案和算法以降低接收信噪比，提高遥控距离；改进信道编解码算法，以增加遥控信号抗干扰能力；设计复用/分集算法，以提高数据传输速率或对抗信道衰落等。这些技术的使用确实大大提高了遥控无人机的飞行距离，以及数据传输速率，也增强了遥控信号的可靠性。但无论这些技术如何改进和提高，对于单一的地面手动遥控体制，总还是会出现失控，导致飞行器摔落。因为在任何通信技术下，遥控信号覆盖范围总会有个边界，当飞行器接近此边界时，信号变弱，仅靠通信技术是无能为力的。即使飞行器尚在有效信号覆盖范围内，也可能会进入某个信号阴影地带(或者持续衰落地带)，当信号变弱持续的时间超过一定限度后，也可能出现失控的情形。对于远程无人机的遥控，遥控信号的覆盖边界更是难以界定。而远程遥控时的信号接收延时又使其实时性更弱于近程遥控，失控的问题就会更加严重。解决这一问题，需要将通信技术与遥控实施机制有机地结合起来，形成联动，有效分工，这样才有可能从根本上解决问题。当前在这一领域并未见到很多的研究结果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对
技术介绍
中指出的缺陷和不足，本专利技术基于通信技术对遥控信号的状态参数进行提取、分析、监控和判定，定义了多层次、多级别的预警提示，基于动态统计评估，将多层级预警提示与预定的应急遥控操作相联动，建立了一种新的预警应急控制方法，给出了一种可以显著增强远程无人机遥控可靠性的方案。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术提出了一种远程无人机遥控的预警应急控制方法，具体如下：(一)接收机遥控信号的状态参数提取：(1)、接收状态参数定义：(101)、定义二个RSSI门限：强信号门限RSSI_n；弱信号门限RSSI_w，对于接收到的分组数据，通过将其RSSI值与两个门限比较，获得对接收信号强度的三个级别判定，分别是：将大于强信号门限RSSI_n的判定为信号较强As，将介于强信号门限RSSI_n、弱信号门限RSSI_w之间的判定为信号中等Bs，将小于弱信号门限RSSI_w的判定为信号较弱Cs；(102)、接收信噪比SNR或分组差错概率PER定义：A、对于可以提供接收信噪比的收发信机，选择信噪比SNR做为接收状态参数；根据所采用的调制方式不同，定义每级相差kdB(2-3dB)的信噪比等级，分别标注为高信噪比Ar、中信噪比Br和低信噪比Cr；B、如果接收机没有提供信噪比，则通过统计分组差错概率P来代替，根据差错统计，分别定义低差错率Ae、中差错率Be和高差错率Ce；(103)、数据完整性检验CRC定义：作为数据分组的完整性校验，将CRC结果分为两个层级：CRCok和CRCerror；(2)、将状态参数组合分析，得到关于接收信号可靠性的静态判定，具体如下：(201)、当接收信号强度值RSSI判定为As时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：A1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；A2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为信号出现干扰，尚可维持通信，标识警讯AL1，若CRC为error，则判定为信号出现干扰，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL1；A3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号干扰严重，信号不稳，标识警讯AL2，若CRC为error，则判定为信号干扰严重，信号不稳，传输不可靠，标识警讯AL2；(202)、当接收信号强度值RSSI判定为Bs时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：B1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；B2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为链路质量下降，尚可维持通信，标识警讯AL3，若CRC为error，则判定为信号链路质量下降，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL3；B3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号链路质量堪忧，信号不稳，进入衰落区，启用分集或降速措施，标识警讯AL4，若CRC为error，则判定为信号链路质量差，进入深衰落区，启用分集或降速措施，标识警讯AL4；(203)、当接收信号强度值RSSI判定为Cs时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：C1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为链路质量尚可，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正，启用分集或降速措施，标识警讯AL5；C2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为链路质量下降，进入衰落区或接近信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6，若CRC为error，则判定为链路质量差，进入衰落区或接近信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；C3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为进入深衰落区或到达信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；若CRC为error，则判定为进入深衰落区或到达信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；(二)、在远程无人机遥控的过程中，状态参数的动态统计评估及应对措施需要根据相关状态的持续时间来判定，具体如下：当无人机通信接收器的动态评估判定达到AL1，并且持续10个分组时，启动抗干扰措施：分组重传；当动态评估判定达到AL2，并且持续5个分组时，启动抗干扰措施：分组重传，改变信道，启用分集；当动态评估判定达到AL3，并且持续8个分组时，启动增强链路可靠性措施：冗余纠错，分组重传；当动态评估判定达到AL4，并且持续3个分组时，启动增强链路可靠性措施：冗余纠错，分组重传，降低数据速率，启用分集；当无人机通信接收器的动态评估判定达到AL5，并且持续6个分组时，启动初级应急机制；当动态评估判定为AL6，并且持续2个分组时，启动高级应急机制，具体如下：(1)初级应急机制：开启分集传输模式，遥控数据代之以预先确定的精简指令，通过发送精简指令，指示无人机迅速完成返航操作，直到动态统计评估的警讯级别小于AL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程无人机遥控的预警应急控制方法，其特征在于，具体如下：(一)接收机遥控信号的状态参数提取：(1)、接收状态参数定义：(101)、定义二个RSSI门限：强信号门限RSSI_n；弱信号门限RSSI_w，对于接收到的分组数据，通过将其RSSI值与两个门限比较，获得对接收信号强度的三个级别判定，分别是：将大于强信号门限RSSI_n的判定为信号较强As，将介于强信号门限RSSI_n、弱信号门限RSSI_w之间的判定为信号中等Bs，将小于弱信号门限RSSI_w的判定为信号较弱Cs；(102)、接收信噪比SNR或分组差错概率PER定义：A、对于可以提供接收信噪比的收发信机，选择信噪比SNR做为接收状态参数；根据所采用的调制方式不同，定义每级相差kdB的信噪比等级，分别标注为高信噪比Ar、中信噪比Br和低信噪比Cr；B、如果接收机没有提供信噪比，则通过统计分组差错概率P来代替，根据差错统计，分别定义低差错率Ae、中差错率Be和高差错率Ce；(103)、数据完整性检验CRC定义：作为数据分组的完整性校验，将CRC结果分为两个层级：CRC ok和CRC error；(2)、将状态参数组合分析，得到关于接收信号可靠性的静态判定，具体如下：(201)、当接收信号强度值RSSI判定为As时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：A1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；A2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为信号出现干扰，尚可维持通信，标识警讯AL1，若CRC为error，则判定为信号出现干扰，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL1；A3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号干扰严重，信号不稳，标识警讯AL2，若CRC为error，则判定为信号干扰严重，信号不稳，传输不可靠，标识警讯AL2；(202)、当接收信号强度值RSSI判定为Bs时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：B1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；B2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为链路质量下降，尚可维持通信，标识警讯AL3，若CRC为error，则判定为信号链路质量下降，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL3；B3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号链路质量堪忧，信号不稳，进入衰落区，启用分集或降速措施，标识警讯AL4，若CRC为error，则判定为信号链路质量差，进入深衰落区，启用分集或降速措施，标识警讯AL4；(203)、当接收信号强度值RSSI判定为Cs时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：C1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为链路质量尚可，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正，启用分集或降速措施，标识警讯AL5；C2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为链路质量下降，进入衰落区或接近信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6，若CRC为error，则判定为链路质量差，进入衰落区或接近信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；C3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为进入深衰落区或到达信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；若CRC为error，则判定为进入深衰落区或到达信号覆盖边缘，启用应急机制，标识警讯AL6；(二)、在远程无人机遥控的过程中，状态参数的动态统计评估及应对措施需要根据相关状态的持续时间来判定，具体如下：当无人机通信接收器的动态评估判定达到AL1，并且持续10个分组时，启动抗干扰措施：分组重传；当动态评估判定达到AL2，并且持续5个分组时，启动抗干扰措施：分组重传，改变信道，启用分集；当动态评估判定达到AL3，并且持续8个分组时，启动增强链路可靠性措施：冗余纠错，分组重传；当动态评估判定达到AL4，并且持续3个分组时，启动增强链路可靠性措施：冗余纠错，分组重传，降低数据速率，启用分集；当无人机通信接收器的动态评估判定达到AL5，并且持续6个分组时，启动初级应急机制；当动态评估判定为AL6，并且持续2个分组时，启动高级应急机制，具体如下：(1)初级应急机制：开启分集传输模式，遥控数据代之以预先确定的精简指令，通过发送精简指令，指示无人机迅速完成返航操作，直到动态统计评估的警讯级别小于AL3；(2)高级应急机制：立刻停止遥...

【技术特征摘要】
1.一种远程无人机遥控的预警应急控制方法，其特征在于，具体如下：(一)接收机遥控信号的状态参数提取：(1)、接收状态参数定义：(101)、定义二个RSSI门限：强信号门限RSSI_n；弱信号门限RSSI_w，对于接收到的分组数据，通过将其RSSI值与两个门限比较，获得对接收信号强度的三个级别判定，分别是：将大于强信号门限RSSI_n的判定为信号较强As，将介于强信号门限RSSI_n、弱信号门限RSSI_w之间的判定为信号中等Bs，将小于弱信号门限RSSI_w的判定为信号较弱Cs；(102)、接收信噪比SNR或分组差错概率PER定义：A、对于可以提供接收信噪比的收发信机，选择信噪比SNR做为接收状态参数；根据所采用的调制方式不同，定义每级相差kdB的信噪比等级，分别标注为高信噪比Ar、中信噪比Br和低信噪比Cr；B、如果接收机没有提供信噪比，则通过统计分组差错概率P来代替，根据差错统计，分别定义低差错率Ae、中差错率Be和高差错率Ce；(103)、数据完整性检验CRC定义：作为数据分组的完整性校验，将CRC结果分为两个层级：CRCok和CRCerror；(2)、将状态参数组合分析，得到关于接收信号可靠性的静态判定，具体如下：(201)、当接收信号强度值RSSI判定为As时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：A1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；A2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为信号出现干扰，尚可维持通信，标识警讯AL1，若CRC为error，则判定为信号出现干扰，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL1；A3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号干扰严重，信号不稳，标识警讯AL2，若CRC为error，则判定为信号干扰严重，信号不稳，传输不可靠，标识警讯AL2；(202)、当接收信号强度值RSSI判定为Bs时，根据接收信噪比SNR或分组差错概率PER，以及数据完整性检验CRC的值，分别判定为如下情况：B1、当SNR为Ar或PER为Ae时，若CRC为Ok，则判定为信号稳定可靠，若CRC为error，则判定为信号发生偶发错误，重发纠正；B2、当SNR为Br或PER为Be时，若CRC为Ok，则判定为链路质量下降，尚可维持通信，标识警讯AL3，若CRC为error，则判定为信号链路质量下降，导致偶发错误，重发纠正，标识警讯AL3；B3、当SNR为Cr或PER为Ce时，若CRC为Ok，则判定为信号链路质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂景楠，
申请(专利权)人：南京智讯越岭信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32