[发明专利]无人机的飞行避让控制设备、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机控制的技术领域，尤其涉及一种无人机的飞行避让控制设备、系统和方法；更具体地，涉及一种基于ADS-B信息进行避让控制的无人机的飞行避让控制设备、系统和方法。

背景技术

当前以多旋翼飞行器为代表的小微型飞行器得到广泛应用，小微型无人飞行器在航空拍摄、测绘测量、农业植保等方面都取得了较大成就，特别是随着无人机飞控技术和通信手段的不断进步，无人机的飞行也逐步由点对点的视距范围控制飞行向点对点超视距范围控制飞行演进；在飞行器密集的低空航线上，无人机刻意追踪民航客机，进行跟踪航拍的恶性事件时有发生，对民航客机的飞行安全造成了严重影响。

现有技术中虽然提出了一种设定“禁飞区”的解决方案，例如，对于机场、军事基地、重要企事业和政府机构附近，无人机依靠GPS无法起飞；但是部分无人机操作者，刻意关闭飞行GPS，仍然可以在“禁飞区”内飞行。因此，如何避免无人机在飞行过程中规避民航航线，提前预警，并避免与民航客机发生碰撞，是无人机厂家、研究者和民航安全管理部门非常关注的问题。

在民航飞行系统中，目前国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)广泛使用在民航客机中的自动相关监视广播系统(Automatic Dependent Surveillance Broadcast，ADS-B)能够提供实时、准确的航空器位置、高度、速度等监视信息，同时也可为航空器提供相关交通信息、传送天气、地形、空域限制等飞行信息，使飞行机组都能够更加清晰地了解周边飞行情况，也为地面控制塔台的运行监控和管理提供了安全、高效的保障。

发明人在实现本发明的过程中发现，虽然现有技术中有提及将ADS-B的监控技术与无人机进行结合，例如中国专利申请号为CN201410129553.7和CN201610530449.8的专利中公开了一种无人机利用ADS-B技术进行感知和规避的系统，但是这些专利中提出的基于目标机和本机的位置信息和速度信息，通过坐标变换的方式规划出避让动作，并不能有效解决“禁飞区”范围固定，无法避让非“禁飞区”飞行器的问题，从而避免碰撞事故、刻意跟踪其他飞行器等违法行为引发的飞行安全问题。

发明内容

为了解决现有技术中无法避碰撞事故和免刻意跟踪其他飞行器的技术问题，本发明提供一种无人机的飞行避让控制设备、系统和方法，能够有效解决“禁飞区”范围固定，无法避让非“禁飞区”飞行器的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括：

一方面，提供一种无人机的飞行避让控制设备，其特征在于，所述控制设备包括：

信息感应装置，用于接收周围目标设备发送的广播信息，并基于所述广播信息和所述无人机的当前位置信息，输出所述无人机和所述周围目标设备之间的距离；

控制装置，其内设置有第一阈值比较器和第二阈值比较器，当所述信息感应装置输出所述无人机和周围目标设备之间的距离大于第一阈值时，所述控制装置控制所述第一阈值比较器输出第一预警信号；当所述信息感应装置输出所述无人机和周围目标设备之间的距离大于第二阈值时，所述控制装置控制所述第二阈值比较器输出第二预警信号；

其中，所述第二阈值大于第一阈值，所述第一预警信号的内容包括提示所述无人机避让周围目标设备的信息，所述第二预警信号的内容包括强制所述无人机降落的信息。

优选地，所述信息感应装置包括ADS-B接收器和定位仪器，并且所述信息感应装置基于所述ADS-B接收器接收的周围目标设备的经度、纬度信号和所述定位仪器获取所述无人机的经度、纬度信号，输出所述无人机和所述周围目标设备之间的距离，所述距离包括二者之间的水平间隔和垂直间隔。

优选地，所述控制设备还包括飞行数据处理器，所述飞行数据处理器接收所述ADS-B接收器和所述定位仪器分别传输的经度、纬度信号；且所述飞行数据处理器以0度经线，所述无人机当前的经度、纬度，所述周围目标设备的经度、纬度，三点进行数学建模；计算输出所述无人机和所述周围目标设备之间的距离。

优选地，所述控制设备还包括与所述飞行数据处理器连接的MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、气压高度计。

优选地，所述无人机和周围目标设备之间的距离大于第一阈值是指二者之间的水平间隔和垂直间隔都分别大于第一阈值中的水平间隔和垂直间隔；所述无人机和周围目标设备之间的距离大于第二阈值是指二者之间的水平间隔和垂直间隔都分别大于第二阈值中的水平间隔和垂直间隔。