[发明专利]一种直升机防撞告警系统及方法

权利要求书

1.一种直升机防撞告警系统，其特征在于，包括：至少N个接收装置；

每个所述接收装置包括处理器以及与所述处理器电连接的全向麦克风和单向麦克风，所述处理器与机舱内的报警器及飞行控制计算机分别电连接；其中，W表示所述单向麦克风的主瓣方位宽度；

N个所述接收装置安装于直升机机身上，且均匀分布于同一水平高度的不同方向上；其中，每个所述接收装置中的单向麦克风的指向方向沿直升机机身表面法线方向朝外，相邻两个所述接收装置中的单向麦克风的指向角度之差小于或等于W；每个所述接收装置中的全向麦克风贴近直升机机身；

所述全向麦克风，用于接收直升机自身发出的噪音信号，并向与其相连的处理器发送所述噪音信号；

所述单向麦克风，用于接收其覆盖区域内的声波信号，并向与其相连的处理器发送所述声波信号；

所述处理器，用于接收所述全向麦克风发送的噪音信号以及所述单向麦克风发送的声波信号，根据所述噪音信号及所述声波信号检测是否有障碍物，并在检测到障碍物后向所述报警器发送告警信号进行告警。

2.一种直升机防撞告警方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的直升机防撞告警系统，所述方法包括以下步骤：

步骤1，处理器获取旋翼转速和旋翼叶片数，并根据所述旋翼转速和所述旋翼叶片数计算得到桨叶周期；

步骤2，所述处理器接收与其相连的全向麦克风发送的噪音信号，并利用所述噪音信号对所述桨叶周期进行校正，得到校正后的桨叶周期；

步骤3，所述处理器接收与其相连的单向麦克风发送的声波信号；其中，当直升机周围有障碍物时，所述声波信号包含直升机自身发出的部分噪音信号和直升机自身发出的噪音信号遇障碍物后产生的反射波信号；所述处理器利用所述噪音信号消除所述声波信号中包含的所述部分噪音信号，得到所述反射波信号；

步骤4，所述处理器利用所述校正后的桨叶周期及所述反射波信号进行跨周期积累，得到积累信号，进而根据所述积累信号和预设的检测门限确定是否检测到障碍物，并在确定检测到障碍物后，向报警器发送告警信号。

3.根据权利要求2所述的告警方法，其特征在于，步骤1具体包括：

处理器接收飞行控制计算机发送的旋翼转速n₁和旋翼叶片数n₂，并根据所述旋翼转速n₁和所述旋翼叶片数n₂，利用预设公式：计算得到桨叶周期T_F。

4.根据权利要求3所述的告警方法，其特征在于，步骤2中，所述处理器利用所述噪音信号对所述桨叶周期进行校正，得到校正后的桨叶周期，具体包括以下步骤：

步骤2.1，所述处理器对所述噪音信号s_Q(t)先进行时长为T₀的预延时，再进行2k次时长为Δt的精细延时，得到2k+1个延时信号m＝-k，-k+1，…，-1，0，1，…，k-1，k；

其中，T₀＝T_F-kΔt，T_F表示桨叶周期，Δt表示桨叶周期的校正精度，B表示直升机噪音带宽，B≥6000Hz，ε_n1表示最大转速误差，n_1，min表示直升机正常工作的最小转速；

步骤2.2，所述处理器分别将2k+1个延时信号与所述噪音信号s_Q(t)相乘后进行时间长度为的T_F积分，再取绝对值，得到2k+1个数值b_-k，b_-k+1，…，b_m，…，b_k-1，b_k；

其中，

步骤2.3，所述处理器确定所述2k+1个数值b_-k，b_-k+1，…，b_m，…，b_k-1，b_k中的最大值m₀∈{-k，-k+1，…，-1，0，1，…，k-1，k}；确定所述最大值对应的索引m₀，利用所述索引m₀对所述桨叶周期进行校正，得到校正后的桨叶周期T_F′＝T_F-m₀Δt。