一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统，涉及数据处理技术领域，方法包括：基于预设飞行轨迹获得预设航道信息集合和预设航点信息集合，根据基于预设飞行速度和预设航点信息集合获得预设控制参数集合，设定飞行数据采集节点后进行飞行轨迹数据采集，获得测试航点控制参数集合，根据预设控制参数集合和通过预设飞行速度和预设航道信息集合获得预设参数控制时间集合，对测试航点控制参数集合进行控制准确性验证，生成飞行姿态异常评价结果后生成飞行姿态异常预警提醒，解决现有技术存在对无人机飞行过程姿态异常监测识别及时性不足，导致实际飞行轨迹偏离预设轨迹的技术问题，实现按照预设飞行轨迹飞行，提高无人机飞行稳定性。提高无人机飞行稳定性。提高无人机飞行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，特别是无人机技术的发展，无人驾驶飞机简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全的或间歇地自主地操作，常见的无人机多为摄像使用的航拍无人机，因其能够飞行拍摄到人们无法直接拍摄的画面，而被摄影爱好者广泛使用，无人机在空中能够飞行呈现不同的姿态，从而拍摄多种不同的角度，但目前存在对于无人机飞行过程姿态异常的监测识别及时性不足的缺陷，导致无人机实际飞行轨迹偏离预设轨迹的技术问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的存在对于无人机飞行过程姿态异常的监测识别及时性不足的缺陷，导致无人机实际飞行轨迹偏离预设轨迹的技术问题。
[0004]鉴于上述问题，本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统。
[0005]第一方面，本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法，所述方法包括：获得目标无人机的预设飞行参数，其中，所述预设飞行参数包括预设飞行轨迹和预设飞行速度；基于所述预设飞行轨迹进行飞行拟合获得预设航道信息集合和预设航点信息集合，其中，所述预设航点信息集合包括N个预设航点空间坐标，N为正整数；基于所述预设飞行速度和所述预设航点信息集合进行参数分析获得预设控制参数集合；根据所述预设飞行速度和所述预设航道信息集合进行参数分析获得预设参数控制时间集合；根据所述预设参数控制时间集合设定飞行数据采集节点；基于所述预设飞行参数进行所述目标无人机的试飞测试，根据所述飞行数据采集节点进行飞行轨迹数据采集，获得测试航点控制参数集合；根据所述预设控制参数集合和所述预设参数控制时间集合对所述测试航点控制参数集合进行控制准确性验证，生成飞行姿态异常评价结果；基于所述飞行姿态异常评价结果生成飞行姿态异常预警提醒。
[0006]第二方面，本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警系统，所述系统包括：参数获取模块，所述参数获取模块用于获得目标无人机的预设飞行参数，其中，所述预设飞行参数包括预设飞行轨迹和预设飞行速度；飞行拟合模块，所述飞行拟合模块用于基于所述预设飞行轨迹进行飞行拟合获得预设航道信息集合和预设航点信息集合，其中，所述预设航点信息集合包括N个预设航点空间坐标，N为正整数；第一参数分析模块，所述第一参数分析模块用于基于所述预设飞行速度和所述预设航点信息集合进行参数分析获得预设控制参数集合；第二参数分析模块，所述第二参数分析模块用于根据所述预设飞行速度和所述预设航道信息集合进行参数分析获得预设参数控制时间集合；节点设定模块，所述
节点设定模块用于根据所述预设参数控制时间集合设定飞行数据采集节点；飞行轨迹数据采集模块，所述飞行轨迹数据采集模块用于基于所述预设飞行参数进行所述目标无人机的试飞测试，根据所述飞行数据采集节点进行飞行轨迹数据采集，获得测试航点控制参数集合；控制准确性验证模块，所述控制准确性验证模块用于根据所述预设控制参数集合和所述预设参数控制时间集合对所述测试航点控制参数集合进行控制准确性验证，生成飞行姿态异常评价结果；异常预警提醒模块，所述异常预警提醒模块用于基于所述飞行姿态异常评价结果生成飞行姿态异常预警提醒。
[0007]本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统，涉及数据处理
，解决了现有技术中存在对于无人机飞行过程姿态异常的监测识别及时性不足的缺陷，导致无人机实际飞行轨迹偏离预设轨迹的技术问题，实现了无人机按照预设飞行轨迹稳定飞行，避免无人机失控跌落，提高无人机飞行稳定性。
附图说明
[0008]图1为本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法流程示意图；图2为本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法中控制目标无人机执行试飞测试流程示意图；图3为本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法中获得第一预设控制参数流程示意图；图4为本申请提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警系统结构示意图。
[0009]附图标记说明：参数获取模块1，飞行拟合模块2，第一参数分析模块3，第二参数分析模块4，节点设定模块5，飞行轨迹数据采集模块6，控制准确性验证模块7，异常预警提醒模块8。
具体实施方式
[0010]本申请通过提供一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法及系统，用于解决现有技术中存在对于无人机飞行过程姿态异常的监测识别及时性不足的缺陷，导致无人机实际飞行轨迹偏离预设轨迹的技术问题。
实施例一
[0011]如图1所示，本申请实施例提供了一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法，该方法包括：步骤S100：获得目标无人机的预设飞行参数，其中，所述预设飞行参数包括预设飞行轨迹和预设飞行速度；具体而言，本申请实施例提供的一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法应用于一种用于无人机飞行姿态异常的预警系统，在该系统中默认无人机飞行姿态初始数据包括X、Y、Z三轴的直线加速度和旋转角速度，飞行姿态数据包括俯仰角、横滚角、航向角以及三轴旋转加速度，俯仰角是指无人机体与坐标X轴与地平面间的夹角，抬头为正，偏航角是指无人机体与坐标轴X在地平面上的投影与地面坐标轴X间的夹角，无人机头右偏航为正，滚
转角是指无人机体与坐标轴Z以及通过无人机体坐标轴X的铅垂面之间的夹角，无人机向右滚转时为正，且为保证目标无人机在后期飞行时的稳定性，因此需要对目标无人机的预设飞行参数进行提取，同时在目标无人机中存在预先布设的惯性测量单元、陀螺仪单元，通过惯性测量单元、陀螺仪单元、磁力计单元对目标无人机在飞行过程中的飞行惯性、无人机陀螺仪稳定性、磁场强度进行获取，并添加至无人机的预设飞行参数中，同时预设飞行参数中包含预设飞行轨迹以及预设飞行速度，其预设飞行轨迹是指无人机在三维曲线路径中飞行，示例性的，围绕山林进行搜救任务的飞行轨迹，其中包括多个航线和航点，预设飞行速度是指无人机在预设飞行轨迹中飞行时的飞行速度，为后期实现对目标无人机飞行姿态的异常进行预警作为重要参考依据。
[0012]步骤S200：基于所述预设飞行轨迹进行飞行拟合获得预设航道信息集合和预设航点信息集合，其中，所述预设航点信息集合包括N个预设航点空间坐标，N为正整数；具体而言，将上述所预设的飞行轨迹作为基础，对目标无人机处于预设飞行轨迹时对无人机的实时飞行轨迹与预设飞行轨迹进行飞行拟合，是指将实时飞行轨迹与预设飞行轨迹中无人机的轨迹数据点依照时间坐标从小到大的顺序进行分段线性拟合，得到目标无人机的拟合飞行线段，进一步的，根据所拟合的飞行线段对预设巷道信息集合以及预设航点信息集合进行获取，预设航道信息集合是指无人机在飞行中的多个航道线段的距离和时间，预设航点信息集合是指无人机在飞行中的多个航点的空间坐标数据，且在预设航点信息集合中包含N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机飞行姿态异常的预警方法，其特征在于，所述方法包括：获得目标无人机的预设飞行参数，其中，所述预设飞行参数包括预设飞行轨迹和预设飞行速度；基于所述预设飞行轨迹进行飞行拟合获得预设航道信息集合和预设航点信息集合，其中，所述预设航点信息集合包括N个预设航点空间坐标，N为正整数；基于所述预设飞行速度和所述预设航点信息集合进行参数分析获得预设控制参数集合；根据所述预设飞行速度和所述预设航道信息集合进行参数分析获得预设参数控制时间集合；根据所述预设参数控制时间集合设定飞行数据采集节点；基于所述预设飞行参数进行所述目标无人机的试飞测试，根据所述飞行数据采集节点进行飞行轨迹数据采集，获得测试航点控制参数集合；根据所述预设控制参数集合和所述预设参数控制时间集合对所述测试航点控制参数集合进行控制准确性验证，生成飞行姿态异常评价结果；基于所述飞行姿态异常评价结果生成飞行姿态异常预警提醒。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述预设飞行参数控制所述目标无人机进行试飞测试，所述方法还包括：根据所述目标无人机的目标型号信息，获得目标性能约束特征，其中，所述目标性能约束特征包括飞行高度约束特征、飞行速度约束特征和飞行能耗约束特征；根据所述预设飞行参数获得目标飞行速度极值和目标飞行能耗极值；对所述预设航点信息集合进行序列化处理，根据序列化处理结果获得目标飞行高度极值；判断所述目标飞行高度极值、目标飞行速度极值和目标飞行能耗极值是否满足所述目标性能阈值；若所述目标飞行高度极值、目标飞行速度极值和目标飞行能耗极值同时满足所述目标性能约束特征，则生成试飞测试许可指令；基于所述试飞测试许可指令，以所述预设飞行参数控制所述目标无人机执行试飞测试。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预设控制参数集合和所述预设参数控制时间集合对所述测试航点控制参数集合进行控制准确性验证，生成飞行姿态异常评价结果，所述方法还包括：基于所述预设参数控制时间集合和所述预设控制参数集合调用获得第一预设航点控制参数；基于所述测试航点控制参数集合调用获得第一测试航点控制参数；其中，所述第一预设航点控制参数和所述第一测试航点控制参数具有一一映射关系；根据所述第一预设航点控制参数和所述第一测试航点控制参数计算控制参数指标偏差率，获得第一控制参数偏差率集合，所述第一控制参数偏差率集合包括第一俯仰角参数偏差率、第一偏航角参数偏差率、第一滚转角参数偏差率和第一参数延续时间偏差率；构建飞行姿态异常评价公式，计算公式如下：
，其中，为飞行姿态异常评价结果，为俯仰角参数偏差率，为偏航角参数偏差率，为滚转角参数偏差率，为参数延续时间偏差率；将所述第一控制参数偏差率集合带入所述飞行姿态异常评价公式，获得第一飞行姿态异常评价结果。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述预设航道信息集合和预设航点信息集合进行参数分析获得预设控制参数集合，所述方法还包括：根据所述预设航点信息集合提取获得第一预设航点信息和第二预设航点信息；引入第一航点参数分析模型对所述第一预设航点信息、第二预设航点信息进行分析，获得第一预设航点控制参数；引入第二航点参数分析模型对所述第一预设航点信息、第二预设航点信息进行分析，获得第一分析航点控制参数；将所述第一预设航点控制参数和所述第一分析航点控制参数进行偏离比对，获得第一预设控制参数。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：构建第一航点参数分析模型，所述航点参数分析模型包括输入层、俯仰角速率计算层、偏航角速率计算层、滚转角速率计算层、输出层；构建俯仰角速率计算公式，具体公式如下：，其中，为俯仰角速率，V为飞行速度，为第M航点空间坐标，为第M+1航...

【专利技术属性】
技术研发人员：任继远，徐杰，
申请(专利权)人：天之翼苏州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：