[发明专利]一种无人机飞行空域超界自动告警方法

摘要

本发明涉及一种无人机飞行空域超界自动告警方法，首先对给定空域划分设置控制点组成多边形，然后对飞机与多边形的位置进行一次水平空域告警解算，然后将多边形分割为多个小多边形，进行二次水平空域告警。利用无人机导航位置信息，根据规定的飞行空域信息，通过算法自动判断无人机是否超出规定的飞行空域，若超界实时给出告警信息，以减轻操作人员负担。

主权项

一种无人机飞行空域超界自动告警方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在给定飞行空域内离边界500‑1000m设置多个顶点Z1、Z2、…Zi、…、Zn，每个顶点包括顶点序号、顶点纬度和经度信息，将各个顶点依次按顺序连接，最后一个顶点Zn与Z1连接，构成一个封闭多边形，其中i为顶点的序号，n为顶点的总个数；步骤2：进行一次水平空域告警解算：1)以无人机地面控制站位置的纬度经度(B0，L0)为参考、经度L0作为投影变换中心轴，将无人机地理坐标(BU，LU)转化为直角坐标(XU，YU)：XUYU=RsinB0cosL0-sinB0sinL0cosB0-sinL0cosL00cosLUcosBUsinLUsinBU---(1)]]>其中R＝6371393；2)按如下方法判断无人机是否在多边形某个边上，若在则给出告警信息：首先判断无人机是否在Z1(X1，Y1)与Z2(X2，Y2)连接的线段上X1′Y1′=X1Y1-XUYU---(2)]]>X2′Y2′=X2X2-XUYU---(3)]]>λ=X1′X2′Y1′Y2′---(4)]]>若同时满足：λ<10‑5、X1′X′2≤0、Y1′Y2′≤0，则无人机在Z1与Z2连接的线段，若不满足，则继续按照上述方法，逐一判断该多边形的其他边Z2Z3、Z3Z4…ZnZ1；飞机处于该多边形的任意一条边上，均给出告警信息，并转入步骤3；若飞机不处于多边形任何一条边之上，则进入步骤3)；3)在直角坐标系下以无人机为起点P0(XU，YU)，在其正北方向远距离取一点P1(1010，YU)，按照如下方法逐一判断线段P0P1与多边形各条边ZiZi+1是否相交，累计相交次数，若相交次数为偶数则给出报警信息：r=(YU-Yi)(Xi+1-Xi)-(XU-Xi)(Yi+1-Yi)(1010-XU)(Yi+1-Yi)---(5)]]>s=(YU-Yi)(Yi+1-Yi)---(6)]]>若0≤r≤1且0≤s≤1则线段相交，计入相交次数；其中(Xi，Yi)为Zi的坐标，(Xi+1，Yi+1)为Zi+1的坐标，r、s为计算控制参数；步骤3：将多边形分割为若干个小多边形D1、D2、…Dl、…、Dm，其中l为分割后多边形的序号，m为多边形的总个数：各小多边形分割时尽量共用顶点，但顶点排序按各自多边形顺时针排列；对每个小多边形内部指定飞行高度上限与下限和准入时间；步骤4：进行二次水平空域告警：1)按照步骤2所述方法遍历各小多边形，查找出无人机位于哪一个小多边形Dl；2)查找在步骤3中分割的小多边形Dl所对应的准入时间，取无人机当前北斗授时时间，若不在该准入时间段内则给出告警信息；3)查找在步骤3中分割的小多边形Dl所对应的高度上限和下限，若无人机气压高度不在高度上限和下限组成的范围内，则给出告警信息。