一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术请求保护一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置，通过第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警；当当前飞行信息经中心控制器分析后认定无人机发生飞行偏航时，向第二雷达发出无人机的偏航报警指令，第二雷达基于无人机的偏航位置获取无人机的模拟偏航规划信息；第二雷达将无人机的模拟偏航规划信息发送至无人机，无人机依据模拟偏航规划信息进行飞行导航。该方案对多个无人机组成的无人机群进行偏航整体与个体区别分析，通过雷达借助偏航时的无人机行进路线采用模型对无人机的飞行轨迹进行导航配置，有效地对无人机飞行过程中的路线进行合理规划。机飞行过程中的路线进行合理规划。机飞行过程中的路线进行合理规划。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置，属于飞行器导航控制方法领域，适用于无人飞机系统自主导航的控制方法和应用技术研究。

技术介绍

[0002]随着科学技术地进步，无人飞行器越来越多的应用于日常生活中。如，利用无人飞行器进行航拍、灌溉作业、森林巡视等。在其中一些日常巡视任务和工作中，如何保证无人飞行器的安全是亟待解决的问题。
[0003]无人机的飞行控制器主要包括导航级和控制级，其中无人机导航级的基本任务是精确确定无人机载水平空间中的位置，解决飞机如何以预定空速飞行在预定高度的问题，以及如何转弯飞往目标问题，通过算法给出飞机需要的俯仰角、油门和横滚角，并使其能按预定航线飞行，然后交给控制级进行控制解算。
[0004]而在无人机发生偏航动作时，现有技术中缺少行之有效对无人机的预期偏航路线进行模拟后再进行路线重新规划的技术方案。

技术实现思路

[0005]为了解决当前无人机偏航后的导航准确性问题，本专利技术请求保护一种用于无人飞行器的雷达探测方法及装置。
[0006]根据本专利技术的第一方面，本专利技术请求保护一种用于无人飞行器的雷达探测方法，用于多个无人机中，包括：第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警；当当前飞行信息经中心控制器分析后认定无人机发生飞行偏航时，向第二雷达发出无人机的偏航报警指令，第二雷达基于无人机的偏航位置获取无人机的模拟偏航规划信息；第二雷达将无人机的模拟偏航规划信息发送至无人机，无人机依据模拟偏航规划信息进行飞行导航。
[0007]优选的，第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警，具体包括：第一雷达搭载通信基站，在目标区域内执行监控任务；第一雷达的通信基站的定位模块与无人机建立通信连接，定位模块向无人机依次发送激活指令并进入等待状态；无人机接收到激活指令后，获取自身的定位信息，将定位信息发送至通信基站的定位模块；通信基站对接收到的无人机的定位信息进行分析，并将接收到的无人机的定位信息存储在内部缓存模块中；
通信基站依据多卡复用通信模式通过北斗卫星将定位信息发送至中心控制器；通信基站判断是否已对所有的无人机均发送了激活指令；如果还有未进行激活指令发送的无人机，通信基站向剩余的无人机依次发送激活指令并进入等待状态。
[0008]优选的，第二雷达基于无人机的偏航位置获取无人机的模拟偏航规划信息，具体包括：根据无人机的至少两个雷达扫描图，构建无人机的雷达立体图；获取雷达立体图的无人机纵向截面位置；无人机纵向截面位置包括无人机的偏航起始位置和航线终点位置；根据雷达立体图的无人机纵向截面位置的灰度值梯度和各无人机纵向截面位置对应的SAR图像，计算无人机的螺旋桨平均旋转速率；根据无人机的雷达立体图、预设的极限条件和预设的模拟模型，进行模拟计算，得到无人机的模拟结果；预设的极限条件包括旋转速率极限值和电力极限值；旋转速率极限值为螺旋桨平均旋转速率；将各无人机的飞行路程信息、无人机的螺旋桨平均旋转速率输入至预设的flag模型，计算得到无人机的第一航线终点旋转速率；根据第一航线终点旋转速率，对螺旋桨平均旋转速率进行调整，得到调整后的螺旋桨平均旋转速率；根据无人机的雷达立体图、螺旋桨平均旋转速率、预设极限条件和预设的迭代方程，进行迭代计算，得到无人机的模拟结果，包括：根据无人机的雷达立体图、调整后的螺旋桨平均旋转速率、极限条件和迭代方程，进行迭代计算，得到无人机的模拟结果。
[0009]优选的，根据雷达立体图的无人机纵向截面位置的灰度值梯度和各无人机纵向截面位置对应的SAR图像，计算无人机的螺旋桨平均旋转速率，包括：检测到雷达立体图的灰度值梯度值大于预设阈值时，确定雷达立体图的当前位置为无人机纵向截面位置，并获取无人机纵向截面位置的对应的SAR图像；根据各无人机纵向截面位置的对应的SAR图像，计算各无人机纵向截面位置之间的时间差；根据时间差与无人机的覆盖面积，计算无人机的螺旋桨平均旋转速率；对无人机的雷达立体图进行网格化处理，得到网格化的雷达立体图；根据无人机的雷达立体图、螺旋桨平均旋转速率、预设极限条件和预设的迭代方程，进行迭代计算，得到无人机的模拟结果，包括：根据网格化的雷达立体图、螺旋桨平均旋转速率、极限条件和迭代方程，进行迭代计算，得到无人机的模拟结果。
[0010]优选的，通过平面雷达扫描成像技术，获取目标区域的多个原始雷达扫描图；目标区域包含无人机；根据各原始雷达扫描图的俯仰角角度，从多个原始雷达扫描图中确定至少两个雷达扫描图；在根据无人机的雷达立体图、调整后的螺旋桨平均旋转速率、极限条件和迭代方
程，进行迭代计算，得到无人机的模拟结果之后，方法还包括：根据模拟结果中的电力分布信息和预设的机翼电力值，计算无人机的能源驱动续航分数；根据无人机的能源驱动续航分数和预设的能源驱动续航分数阈值，确定无人机的状态信息。
[0011]优选的，第二雷达将无人机的模拟偏航规划信息发送至无人机，无人机依据模拟偏航规划信息进行飞行导航，具体包括：根据协作任务描述无人机的集群预期行为；根据协作任务执行过程的模拟数据描述无人机中各个单机的个体实际行为；基于无人机的集群预期行为和无人机中各个单机的个体实际行为，对无人机中的各个单机进行分类，确定无人机中具有偏航行为的单机；基于无人机中各个单机的飞行状态确定无人机的空间协作指数和无人机中各个单机的自协作指数；以及，对无人机通信网络的最大通信距离、通信丢包率和误码率进行分析，构建无人机组网通信的动态拓扑图并展示在交互界面上。
[0012]根据本专利技术第二方面，本专利技术请求保护一种用于无人飞行器的雷达探测装置，包括：第一雷达、多个无人机构成的无人机群、中心控制器、第二雷达；第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警；当当前飞行信息经中心控制器分析后认定无人机发生飞行偏航时，向第二雷达发出无人机的偏航报警指令，第二雷达基于无人机的偏航位置获取无人机的模拟偏航规划信息；第二雷达将无人机的模拟偏航规划信息发送至无人机，无人机依据模拟偏航规划信息进行飞行导航。
[0013]本专利技术请求保护一种用于无人飞行器的雷达探测方法和装置，通过第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警；当当前飞行信息经中心控制器分析后认定无人机发生飞行偏航时，向第二雷达发出无人机的偏航报警指令，第二雷达基于无人机的偏航位置获取无人机的模拟偏航规划信息；第二雷达将无人机的模拟偏航规划信息发送至无人机，无人机依据模拟偏航规划信息进行飞行导航。该方案可以有效地对无人机飞行过程中的路线进行合理规划，对无人机在偏航情况下的处置更加合理，可以更加准确地对无人机的行进方向进行配置，更好更及时达到无人机任务需求。
附图说明
[0014]图1为本专利技术所涉及的一种用于无人飞行器的雷达探测方法的工作流程图；图2为本专利技术所涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无人飞行器的雷达探测方法，用于多个无人机中，其特征在于，包括：第一雷达获取无人机的当前飞行信息，将所述当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警；当所述当前飞行信息经所述中心控制器分析后认定所述无人机发生飞行偏航时，向第二雷达发出所述无人机的偏航报警指令，所述第二雷达基于所述无人机的偏航位置获取所述无人机的模拟偏航规划信息；所述第二雷达将所述无人机的模拟偏航规划信息发送至所述无人机，所述无人机依据所述模拟偏航规划信息进行飞行导航。2.如权利要求1所述的一种用于无人飞行器的雷达探测方法，其特征在于：所述第一雷达获取所述无人机的当前飞行信息，将所述当前飞行信息数据进行定期上传至中心控制器进行监控预警，具体包括：第一雷达搭载通信基站，在目标区域内执行监控任务；所述第一雷达的通信基站的定位模块与所述无人机建立通信连接，所述定位模块向所述无人机依次发送激活指令并进入等待状态；所述无人机接收到所述激活指令后，获取自身的定位信息，将所述定位信息发送至所述通信基站的定位模块；所述通信基站对接收到的所述无人机的定位信息进行分析，并将所述接收到的无人机的定位信息存储在内部缓存模块中；所述通信基站依据多卡复用通信模式通过北斗卫星将所述定位信息发送至中心控制器；所述通信基站判断是否已对所有的无人机均发送了激活指令；如果还有未进行激活指令发送的无人机，所述通信基站向剩余的无人机依次发送激活指令并进入等待状态。3.如权利要求1所述的一种用于无人飞行器的雷达探测方法，其特征在于：所述第二雷达基于所述无人机的偏航位置获取所述无人机的模拟偏航规划信息，具体包括：根据无人机的至少两个雷达扫描图，构建所述无人机的雷达立体图；获取所述雷达立体图的无人机纵向截面位置；所述无人机纵向截面位置包括所述无人机的偏航起始位置和航线终点位置；根据所述雷达立体图的无人机纵向截面位置的灰度值梯度和各所述无人机纵向截面位置对应的SAR图像，计算所述无人机的螺旋桨平均旋转速率；根据所述无人机的雷达立体图、预设的极限条件和预设的模拟模型，进行模拟计算，得到所述无人机的模拟结果；所述预设的极限条件包括旋转速率极限值和电力极限值；所述旋转速率极限值为所述螺旋桨平均旋转速率；将各所述无人机的飞行路程信息、所述无人机的螺旋桨平均旋转速率输入至预设的flag模型，计算得到所述无人机的第一航线终点旋转速率；根据所述第一航线终点旋转速率，对所述螺旋桨平均旋转速率进行调整，得到调整后的螺旋桨平均旋转速率；根据所述无人机的雷达立体图、所述螺旋桨平均旋转速率、预设极限条件和预设的迭
代方程，进行迭代计算，得到所述无人机的模拟结果，包括：根据所述无人机的雷达立体图、所述调整后的螺旋桨平均旋转速率、所述极限条件和所述迭代方程，进行迭代计算，得到所述无人机的模拟结果。4.如权利要求3所述的一种用于无人飞行器的雷达探测方法，其特征在于：所述根据所述雷达立体图的无人机纵向截面位置的灰度值梯度和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明鑫，何先定，陈宗杰，王强，王旭，
申请(专利权)人：成都航空职业技术学院，
类型：发明
国别省市：