无人机多区域内巡逻轨迹编号方法技术

本发明专利技术公开了一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，本发明专利技术提出采用巡逻区域中心点及巡逻范围大小计算无人机巡逻区域，并根据无人机区域内巡逻飞行的机理进行无人机飞行轨迹线切割，通过区域切换，实现无人机多区域内巡逻轨迹编号，该方法属于事后无人机轨迹编号，可以用于复杂的无人机多区域巡逻环境，不依赖于无人机系统的轨迹规划，也不需要在线实时进行判断，与无人机轨迹规划方法相比，该方法真实性高，数据为无人机真实飞行数据，且不占用无人机本身计算资源，不需要额外更改无人机导航和控制系统软件，使用范围广，易用性强。易用性强。易用性强。

【技术实现步骤摘要】
无人机多区域内巡逻轨迹编号方法


[0001]本专利技术涉及一种无人机飞行轨迹编号方法，尤其涉及一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，可用于无人机多区域内侦查、巡逻及搜索的场合，例如航空航天、测绘等领域。

技术介绍

[0002]地球本身是一个巨大的此题，在地球表面会呈现缓慢梯度变化，同时，地球表面不同磁场特性的物质，如岩石、矿体、人造设备等也会导致地磁场的剧烈变化，通过对一个区域的磁异常变化检测和描述，可以有针对性的实现物质探测和目标寻找等目的。近年来，随着无人机技术的飞速发展和航磁设备的小型化，航磁探测技术与无人机结合逐渐成为可能。
[0003]应后期磁场数据处理的要求，需要获得无人机飞行的轨迹线编号及轨迹线间距等相关信息，目前采取的方法主要通过采用无人机地面站航迹规划的方式获取，通过目前方法获取的轨迹编号存在以下问题：
[0004](1)真实飞行路线和结果与轨迹规划的路线和结果有偏差，导致编号存在错误；
[0005](2)无人机飞行距离以及范围比需要进行扫描和探测的区域面积大，导致无人机轨迹中存在大量多余的数据，使得后期处理中工作量大，且导致处理结果不准确。

技术实现思路

[0006]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，实现对多区域无人机飞行数据的切割和编号，为无人机数据及其他设备数据组合提供了轨迹编号信息。
[0007]本专利技术的技术解决方案：一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，其特征在于步骤如下：
[0008](1)在WGS84坐标系下，无人机依次在以经纬度坐标(Xn、Yn)为区域中心点，范围为R*R的N个正方形区域内开展巡逻飞行，n＝1～N；在无人机巡逻飞行过程中实时对外发送无人机飞行位置信息，按照时间顺序排列形成巡逻飞行轨迹数据，保存为无人机飞行位置信息数据文件；
[0009]UAV_longitude_k为第k帧无人机飞行位置信息经度，UAV_latitude_k表示第k帧无人机飞行位置信息纬度；k＝1～K，K表示无人机飞行过程中所有的数据帧个数，保存为无人机飞行位置信息数据文件；N个正方形区域，具体要求为：区域上不重叠，每个正方形区域的两条相对的边平行于纬度线，另外两条相对的边平行于经度线；
[0010](2)通过区域中心点经纬度坐标(Xn、Yn)(n＝1～N)和范围大小R*R，计算在WGS84坐标系下各正方形区域的西北角经纬度坐标(left_top_n_x,left_top_n_y)(n＝1～N)，计算在WGS84坐标系下各正方形区域的东南角经纬度坐标(right_bottom_n_x,right_bottom_n_y)(n＝1～N)；
[0011](3)对无人机飞行轨迹状态及进行初始化，即设置轨迹编号值track_num，并对轨
迹编号值清零(track_num＝0)；设置首次进入第n区域的标志flag_first_point_n(n＝1～N)，并将首次进入第n区域标志flag_first_point_n(n＝1～N)置为0(表示无人机未进入过第n区域)；设置已在第n区域内标志位track_flag，并对已在该n区域内标志位track_flag置0(表示无人机尚在该区域外)；设置N个文件；
[0012](4)从步骤(1)的无人机飞行位置信息数据文件中读取按照时间顺序排列形成的巡逻飞行轨迹数据，读取第k时间下的无人机飞行位置(UAV_longitude_k，UAV_latitude_k)(k＝1～K)，k从1开始；
[0013](5)判断第k时间下的无人机飞行位置是否在第n个正方形区域内，如果判断为否，将步骤(4)中k的值加1后赋给k，返回步骤(4)，如果判断为是，进入步骤(6)；k大于等于1，小于等于无人机巡逻飞行总时间K；
[0014](6)判断无人机是否首次进入第n个正方形区域，如果判断为否，进入步骤(7)，如果判断为是，轨迹编号值track_num清零(track_num＝0)，首次进入该n区域标志flag_first_point_n置为1(表示无人机已进入过该区域)，已在该n区域内标志位track_flag置0(表示无人机尚在该区域外)，再进入步骤(7)；
[0015](7)判断无人机是否已在第n正方形区域内(其中，已在是指：无人机在1～(k
‑
1)时刻已经进入过第n正方形区域内，即判断已在该区域内标志位track_flag是否为1)，如果判断为是，直接保存无人机飞行位置(UAV_longitude_k，UAV_latitude_k)和轨迹编号值track_num至N个文件中的第n个文件中，如果判断为否，已在该区域内标志位track_flag置1(表示无人机已在该区域内)，轨迹编号值track_num加1后赋给轨迹编号值track_num，以更新轨迹编号值(track_num++)，保存无人机飞行位置和轨迹编号值track_num至N个文件中的第n个文件中。
[0016]优选的，所述步骤(2)的实现方法为：
[0017]dlng＝2*arcsin(sin(R/(4*EARTH_RADIUS))/cos(Yn))
[0018]dlat＝R/2/EARTH_RADIUS
[0019]left_top_n_x＝Xn
‑
dlng
[0020]left_top_n_y＝Yn+dlat
[0021]right_bottom_n_x＝Xn+dlng
[0022]right_bottom_n_y＝Yn
‑
dlat
[0023]其中EARTH_RADIUS表示地球赤道半径，EARTH_RADIUS＝6378137.0米；
[0024]R表示正方形区域边长；
[0025]Xn为第n个区域中心点的经度坐标；
[0026]Yn为第n个区域中心点的纬度坐标；
[0027]dlng为长度R/2在地球坐标系下的经度差值；
[0028]dlat为长度R/2在地球坐标系下的纬度差值；
[0029]left_top_n_x为第n个区域西北角经度坐标；
[0030]left_top_n_y为第n个区域西北角纬度坐标；
[0031]right_bottom_n_x为第n个区域东南角经度坐标；
[0032]right_bottom_n_y为第n个区域东南角纬度坐标；
[0033]优选的，所述步骤(3)的实现方法为：
[0034](1)轨迹编号值track_num清零：track_num＝0；
[0035](2)首次进入该n区域标志flag_first_point_n置为0(表示无人机未进入过该n区域)：flag_first_point_n＝0(n＝1～N)；
[0036](3)无人机是否已在该n区域内标志位track_flag置0(表示无人机尚在该区域外)：track_flag＝0。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，其特征在于步骤如下：(1)在WGS84坐标系下，无人机依次在以经纬度坐标(Xn、Yn)为区域中心点，范围为R*R的N个正方形区域内开展巡逻飞行，n＝1～N；在无人机巡逻飞行过程中实时对外发送无人机飞行位置信息，按照时间顺序排列形成巡逻飞行轨迹数据，保存为无人机飞行位置信息数据文件；(2)通过区域中心点经纬度坐标(Xn、Yn)和范围大小R*R，计算在WGS84坐标系下各正方形区域的西北角经纬度坐标(left_top_n_x,left_top_n_y)，计算在WGS84坐标系下各正方形区域的东南角经纬度坐标(right_bottom_n_x,right_bottom_n_y)；(3)对无人机飞行轨迹状态及进行初始化，即设置轨迹编号值track_num，并对轨迹编号值清零；设置首次进入第n区域的标志flag_first_point_n，并将首次进入第n区域标志flag_first_point_n置为0，表示无人机未进入过第n区域；设置已在第n区域内标志位track_flag，并对已在该n区域内标志位track_flag置0，表示无人机尚在该区域外；设置N个文件；(4)从步骤(1)的无人机飞行位置信息数据文件中读取按照时间顺序排列形成的巡逻飞行轨迹数据，读取第k时间下的无人机飞行位置(UAV_longitude_k，UAV_latitude_k)，k＝1～K，k从1开始；(5)判断第k时间下的无人机飞行位置是否在第n个正方形区域内，如果判断为否，将步骤(4)中k的值加1后赋给k，返回步骤(4)，如果判断为是，进入步骤(6)；k大于等于1，小于等于无人机巡逻飞行总时间K(6)判断无人机是否首次进入第n个正方形区域，如果判断为否，进入步骤(7)，如果判断为是，轨迹编号值track_num清零，首次进入该n区域标志flag_first_point_n置为1，表示无人机已进入过该区域，已在该n区域内标志位track_flag置0，表示无人机尚在该区域外，再进入步骤(7)；(7)判断无人机是否已在第n正方形区域内，如果判断为是，直接保存无人机飞行位置(UAV_longitude_k，UAV_latitude_k)和轨迹编号值track_num至N个文件中的第n个文件中，如果判断为否，已在该区域内标志位track_flag置1(表示无人机已在该区域内)，轨迹编号值track_num加1后赋给轨迹编号值track_num，以更新轨迹编号值(track_num++)，保存无人机飞行位置和轨迹编号值track_num至N个文件中的第n个文件中。2.根据权利要求1所述的一种无人机多区域内巡逻轨迹编号方法，其特征在于：所述步骤(2)的实现方法为：dlng＝2*arcsin(sin(R/(4*EARTH_RADIUS))/cos(Yn))dlat＝R/2/EARTH_RADIUSleft_top_n_x＝Xn
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙，孙成哲，梁新建，陈赓，申小禾，薛帅，王爱华，朱炜炜，郭琳，李俊峰，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：