CN114371726A - 无人机空地一体化探测定位方法、装置、系统与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人机空地一体化探测定位方法、装置、系统与设备，包括：获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型；若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
Description
技术领域
本发明涉及领域无人机管控领域，尤其涉及一种无人机空地一体化探测定位方法、装置、系统与设备。
背景技术
随着无人机技术的高速发展，在无人机技术发展日趋成熟的同时，各小型无人机的应用，引发了诸多安全问题，对人们的生命财产造成威胁,因此通过有效的无人机探测定位手段进行无人机管控，显得尤为重要。
当前在无人机探测、管控方面传统的手段多为地面探测。地面探测定位系统依靠固定的地面探测设备、站点，在有限宽范围区域内进行空中探测，在探测范围和较为空旷范围内可以实现无人机的快速探测和精准定位；但在遮挡物繁杂的地域进行探测时，由于遮挡物的影响，信号的传输和接收会被遮挡物挡避信号，造成一定程度的“信号盲区”，导致地面探测站点的探测及定位效果大打折扣，且位于地面的探测站点难以进行无人机高度的探测和计算。
发明内容
本发明提供一种无人机空地一体化探测定位方法、装置、系统、设备，以解决地面探测站点的探测及定位效果不佳的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种无人机空地一体化探测定位方法，应用于中央服务器，包括：
获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；
基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型；
若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
可选的，所述获取目标无人机的初步定位信息，包括：
获取信号识别设备转发而来的转发信息；所述转发信息是所述信号识别设备识别出所述无线电信号属于无人机后转发至所述中央服务器的，所述转发信息包括原始定位信息；
基于所述转发信息，确定所述初步定位信息。
可选的，所述基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，包括：
所述基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，包括：
基于所述初步定位信息，判断以下第一条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积大于盲区阈值；
所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第一统计信息高于对应的第一建筑物阈值，所述第一统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；
所述初步定位信息所表征的区域中地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第一速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的极限数量阈值；
在满足部分所述第一条件时，确定所述当前定位方案中采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站。
可选的，基于所述初步定位信息，判断以下第二条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积小于所述盲区阈值且不为零；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第二统计信息高于对应的第二建筑物阈值但小于所述第一建筑物阈值，所述第二统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；且所述初步定位信息所表征的区域地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的单独组网必要阈值；
对所述目标无人机定位时，需采集所述目标无人机的高度信息；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第二速度阈值，且慢于所述第一速度阈值，所述第一速度阈值快于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度大于预设的第二起伏标准，且小于所述第一起伏标准；所述第二起伏标准小于所述第一起伏标准；
在满足部分所述第二条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站与多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位。可选的，基于所述初步定位信息，判断所述以下第三条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域为无信号盲区；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第三统计信息低于对应的第三建筑物阈值，所述第三统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；所述第三建筑物阈值低于或等于所述第二建筑物阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度低于所述第二起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域的信号移动速度慢于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量多于所述单独组网必要阈值；
在满足全部所述第三条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站。可选的，所述基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站，包括：
基于所述初步定位信息、各飞行探测站的电量、飞行探测站的探测能力与位置，确定所述多个飞行探测站。
可选的，若所述当前定位方案所表征的类型还包含地面探测装置，则：
控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位，包括：
控制所述多个地面探测站与所述多个飞行探测站共同对所述目标无人机进行定位。
可选的，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位，包括：
根据所述初步定位信息，以及所述多个飞行探测站的位置，确定所述多个飞行探测站的待飞行轨迹，所述待飞行轨迹表征为所述飞行探测站飞行到所述目标无人机附近的轨迹；
根据所述待飞行轨迹，控制所述飞行探测站的移动，并利用移动后的飞行探测站探测所述目标无人机，以对所述目标无人机进行定位。
根据本发明的第二方面，提供了一种无人机空地一体化探测定位装置，包括：
获取模块，用于获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定为信息表征了所述目标无人机所属区域；
方案确定模块，用于基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型，
探测站确定模块，用于：
若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：
基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
定位模块，用于基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
根据本发明的第三方面，提供了一种无人机空地一体化探测定位系统，包括：地面探测站、信号识别设备、中央服务器以及飞行探测站；
所述中央服务器用于执行以上所述的无人机空地一体化探测定位方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储代码和相关数据；
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现以上所述的方法。
根据本发明的第五方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的方法。
本发明提供一种无人机空地一体化探测定位方法、装置、系统、设备，由于采用了飞行探测站，所述飞行探测站可运动与定位，能灵活移动并避开障碍物，避免信号盲区；基于所述初步定位信息确定当前定位方案，可保障当前定位方案所采用的探测站能准确适配于当前实际的信号环境，从而保障定位的精确度与效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一应用场景中无人机空地一体化探测定位方法示意图；
图2是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位方法流程示意图一；
图4是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位方法流程示意图二；
图5是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位方法流程示意图三；
图6是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位方法流程示意图四；
图7是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位方法流程示意图五；
图8是本发明一实施例中无人机空地一体化探测定位装置的结构示意图；
图9是本发明一实施例中电子设备构造示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
一种举例的应用场景中，请参考图1，由于遮挡物的影响，所述地面探测站无法接收到无人机发出的信号，造成信号盲区，导致地面探测站点的探测及定位效果不佳，
因此，本发明提供的无人机空地一体化探测定位方法，采用了飞行探测站，所述飞行探测站能避开障碍物，飞到目标无人机附近并对所述目标无人机进行定位。
请参考图2，本发明实施例提供了一种无人机空地一体化探测定位的系统，包括目标无人机1、地面探测站2、飞行探测站5、信号识别设备3以及中央服务器4；
所述目标无人机1，可理解为需要被探测定位的设备或设备的组合；
所述地面探测站2指的是设于地面的探测站，一种举例中，所述地面探测站可为固定在地面的探测站，也可以是可在地面移动的探测站；另一种举例中，可使用，例如雷达探测方法、TDOA探测方法、测向设备探测方法、光电探测方法等方法的地面探测站。
所述飞行探测站5指的是可在空中飞行移动的探测站；可以为无人机，也可以为其他设备或设备的组合。
其中的探测站是指用于探测无人机位置的设备或设备的组合；
所述信号识别设备3指的是用于识别是否为无人机发出的无线电信号的设备，例如可以进行信号特征提取比对，通过信号特征对比完成无线电信号的识别，判别所探测到的信号是否属于无人机信号；
进一步举例中，所述信号识别设备还可以识别出无人机身份，例如可识别无人机的类别、厂商、型号、ID号、名称、预设的标识信息等；
所述中央服务器4指的是能够接收、发送信号并控制探测站的设备或设备的组合，例如可以指单个服务器，也可以指服务器群；所述中央服务器可用于执行所有所述的无人机空地一体化探测定位方法；
一种举例中，所述中央服务器由多台大型服务器计算机组互联组成，用于负责各类大量数据计算及核心操作命令下达。
请参考图3，一种无人机空地一体化探测定位方法，应用于中央服务器，包括：
S11：获取目标无人机的初步定位信息；
所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；
S12:基于所述初步定位信息，确定当前定位方案；
所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型；进一步的，还可表征出，当前探测站的数量，以及具体为哪些探测站、各探测站的优先级等等信息；
S13：若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
S14：基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位；
所述初步定位信息可理解为：能表征出所述目标无人机所属区域的信息，例如可以为该区域中部分或全部位置的坐标，该初步定位信息可以是中央服务器基于无线电信号和/或其他信息(例如原始定位信息)而算出来的。
其中的定位方案例如包括以下至少之二：
方案一、采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站；
方案二、采用多台地面探测站与多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位；
方案三、采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站；
因为探测组网定位方案确定了用于对所述目标无人机进行探测的探测站类型，能不断提高信号定位的精确性。
在步骤S14中，对飞行探测站运动的控制，指的是基于初步定位信息，使飞行探测站受控运动至能够对目标无人机进行定位的位置。
一种实施方式中，步骤S11之前，地面探测站可以对所述目标无人机发出的无线电信号探测，探测过程可例如：
各地面探测站均可在空旷或有少量遮挡物的地表及一定高度的低空环境中长时间不间断运行，各“地面固定站点”进行宽范围全向实时探测。地面探测站对所覆盖的探测区域实行24小时不间断探测，无人值守环境下同样可以完成长时间不间断工作运转；
所述地面固定站点可理解为：在大面积的探测区域，每相距一定间隔位置的区域，部署由地面探测站组成的固定站点。
一种实施例中，步骤S11可以包括：
获取信号识别设备转发而来的转发信息，并基于所述转发信息，确定所述初步定位信息。
所述转发信息是所述信号识别设备识别出所述无线电信号属于无人机后转发至所述中央服务器的，其中，地面探测站可将探测到的无线电信号，以及基于所探测到的无线电信号而算出来的定位结果(即原始定位信息)发送至信号识别设备，信号识别设备可识别该无线电信号是否为无人机的信号，若识别出来是无人机，则可将该无线电信号与原始定位信号作为转发信号，转发给中央服务器，中央服务器可基于此而计算出针对目标无人机的初步定位信息；反制，若信号识别设备识别出不是无人机(或可理解为未识别出该无线电信号是无人机的)，则可不将转发信息。
可见，所述转发信息包括原始定位信息、所述无线电信号与无线电信号的频率信息。
其中的原始定位信息，可理解为能表征出无线电信号的信号源(可以是目标无人机)相对于地面探测站的位置(或位置范围)、方位、距离等信息中的至少之一。
一种举例中，可以通过识别无线电信号的特征来判断其是否属于无人机，该特征可以是频率的特征，也可以是其他特征；识别过程可例如：
所述信号识别设备可依据无线电识别算法，对所述地面探测站中所探测接收到的所有无线电信号进行信号处理及类型识别，判别地面探测站所探测到的信号是否属于无人机信号，如若该信号为非无人机信号，则进行信号过滤，不再对该信号进行处理；如若所探测信号为无人机信号，则保留该信号，并根据进一步的无人机机型识别算法，分析该信号类型所对应的无人机机型，从而完成信号识别，并将该信号发送给所述中央服务器。
一种举例中，当所述地面探测站发现低空中的无线电信号Signal(即无线电信号)、确定该信号频率Frequency(即无线电信号的频率信息)、确定定大致信号区域Area(即原始定位信息的一部分)、信号相对地面探测站方向位置Direction(即原始定位信息的一部分)，将数据打包形成探测定位数据包Packet1，并将其发送至所述信号识别设备；
所述信号识别设备接收所述地面探测站发送的探测定位数据包Packet1并完成解包，依据特定开发的信号处理算法对Packet1中的数据进行相应信号处理操作后，形成Packet2并发送给所述中央服务器；
所述中央服务器获取Packet2(即转发信息)并解包后，所述中央服务器中的计算器可依据Packet2中探测确定的信号区域Area、方向Direction等位置信息，运用位置融合算法进行信号位置的大范围定位位置Location(即初步定位信息)，并实时计算无人机行进轨迹。计算出Location及轨迹后，所述中央服务器通过探测组网选站算法，计算出所需组成探测网络的地面探测站与飞行探测站的数量及最佳探测站选站(相当于步骤S12中确定当前定位方案的部分或全部过程)。中央服务器在完成探测站选择后，向相关探测站下达探测定位的命令(相当于步骤S13中定位的部分或全部过程)。
飞行探测站响应中央服务器下达的命令，依据所规划的最佳移动路线，飞往中央服务器所确定的Location目标区域。当飞行探测站抵达预设位置后，飞行探测站与地面探测站联合组成无人机精确定位三维立体式探测网络。所述飞行探测站使用特殊设备和传感器进行指定小范围内的无人机信号探测及跟踪，获取无人机位置信息Direction2、飞行高度信息Height、信号移动轨迹Track等数据，并将自身电量及行进数据等信息与探测信息共同打包为Packet3回传至地面探测站及中央服务器中，使得地面探测站及时更换合适的探测站，同时使中央服务器可实时依据无人机行进情况及飞行探测站电量续航情况判断是否需要进行飞行探测站的更换，形成循环迭代过程，不断缩小探测范围，提高定位精度；
所述无线电信号Signal为地面探测站所探测到的初始无线电信号；所述信号频率Frequency为所探测到的无线电信号频率；所述信号区域Area为所探测无线电信号出现的具有一定范围的区域；所述信号相对地面探测站方向位置Direction为无线电信号相对于探测到信号的地面探测站所在方向；所述信号移动轨迹Track为飞行探测器所探测到的无线电信号移动轨迹；所述无人机位置信息Direction2为飞行探测站所探测到的无人机位置信息；所述飞行高度信息Height为飞行探测站所探测到的无人机飞行高度信息；Packet1(例如可包含原始定位信息)为地面探测站打包生成的数据包；Packet2(即转发信息)为信号识别设备处理信号生成的数据包；Packet3为飞行探测站探测生成的数据包；目标区域Location为中央服务器依据算法计算的无线电信号Signal位置。
请参考图4，步骤S12可以包括：
S121：判断所述初步定位信息是否满足第一条件：
其中的第一条件至少包括：
第一条件a：所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积大于盲区阈值；
第一条件b：所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第一统计信息高于对应的第一建筑物阈值；其中的第一统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量，其中的分布密度也可理解为表征出建筑间间距的信息；其中建筑物高度的统计值，可例如部分或全部建筑物高度的平均值，其中建筑物的分布密度可例如是部分或全部建筑物间间距的平均值；
第一条件c：所述初步定位信息所表征的区域中地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
第一条件d：所述目标无人机的移动速度快于预设的第一速度阈值；部分举例中，第一条件d还包括：目标无人机的移动方向的不定(例如方向多次或频繁变化，再例如无法确定出方向)
第一条件e、所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的极限数量阈值；该极限数量阈值可小于或等于后文中的单独组网必要阈值；其中所适配的地面探测站，指能够对对应区域进行探测的地面探测站，其可能处于对应区域中，也可能邻近但不处于对应区域中；
S122：在满足部分第一条件时，确定所述当前定位方案为采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站(即确定采用方案一)；
所述部分条件可以是所述第一条件中任一条，也可以是多个条件的组合；
一种举例中，可配置为：若满足第一条件a、b、c和d中任意一个，则可确定采用方案一；
另一种举例中，可配置为：若同时满足所述第一条件a、b、c，不论第一条件d是否满足,则可确定采用方案一；
其他的举例中，还可被配置为：若同时满足所述第一条件a、b,不论第一条件c、d是否满足,则可确定采用方案一；
部分举例中，所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第一统计信息可以只包括建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度。此外，针对于第一统计信息所包含的每一类信息，均可配置对应的第一建筑物阈值。
请参考图5，步骤S12可以包括：
S123:判断所述初步定位信息是否满足第二条件：
其中的第二条件包括：
第二条件a:所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积小于所述盲区阈值且不为零；
第二条件b：所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第二统计信息高于对应的第二建筑物阈值，在同时采用第二建筑物阈值与第一建筑物阈值的情况下，则还需小于对应的第一建筑物阈值，其中的第一统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；
第二条件c：所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的单独组网必要阈值；
第二条件d：对所述目标无人机定位时，需采集所述目标无人机的高度信息；
第二条件e：所述目标无人机的移动速度快于预设的第二速度阈值，且慢于所述第一速度阈值，所述第一速度阈值快于所述第二速度阈值；
第二条件f：所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度大于预设的第二起伏标准，且小于所述第一起伏标准；所述第二起伏标准小于所述第一起伏标准；
S124：在满足部分第二条件时，确定所述当前定位方案为由地面探测站及飞行探测站参与(即确定采用方案二)；
所述部分条件可以为所述第二条件中任一条，也可以为多个条件的组合；
一种举例中，可配置为：若满足第二条件a、b、c、d、e、f中任意一个，则可采用方案二；
另一种举例中，可配置为：若同时满足所述第二条件a、b、c、d，不论第二条件e、f是否满足,则可采用方案二；
其他的举例中，还可配置为：若同时满足所述第二条件b、e、f,不论第二条件a、c、d是否满足,则可采用方案二；
部分举例中，所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第二统计信息可以只包括建筑物的数量。此外，针对于第二统计信息所包含的每一类信息，均可配置对应的第二建筑物阈值，并且，第一建筑物阈值与第二建筑物阈值之间的大小比较，指的是同类信息的建筑物阈值的比较。
请参考图6，步骤S12可以包括：
S125：判断所述初步定位信息是否满足第三条件：
其中的第三条件，包括：
第三条件a:所述初步定位信息所表征的区域为无信号盲区；
第三条件b：所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度小于预设起伏标准；
第三条件c：所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第三统计信息低于所述第三建筑物阈值，在同时采用第二建筑物阈值与第三建筑物阈值的情况下，所述第三建筑物阈值低于或等于所述第二建筑物阈值；其中的第三统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；
第三条件d：所述初步定位信息所表征的区域的信号移动速度慢于所述第二速度阈值；
第三条件e：所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量多于所述单独组网必要阈值；
S126：在满足全部第三条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站(即确定采用方案三)；
部分举例中，所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第三统计信息可以只包括建筑物的数量和建筑物的分布密度。此外，针对于第三统计信息所包含的每一类信息，均可配置对应的第二建筑物阈值，并且，第一建筑物阈值与第二建筑物阈值之间的大小比较，指的是同类信息的建筑物阈值的比较。
具体的举例中，当无人机信号位置处于“无任何遮挡建筑、无信号盲区、地势平坦或空旷”环境中(即满足所述部分第三条件a、b、c)，“目标信号位置周边有充足地面探测站”且“该信号移动速度较缓慢，无需对其进行紧密信号移动跟踪”条件下(即满足所述部分第三条件d、e时)，采用方案三，即采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站；
当不满足执行方案三的条件的情况下，若满足“该地存在部分信号盲区，有大量遮挡建筑，有一定的地势起伏”(即满足第二条件a、第二条件b、第二条件f)，“目标信号位置周边地面探测站组较少，难以单独形成地面探测网络”环境下(即满足第二条件c)，或需要“对其进行紧密信号跟踪以及获取位置相对高度信息”时(即满足第二条件d、e)，则可采用方案二，即采用多台地面探测站与多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位；
当不满足执行方案三及方案二的条件的情况下，若满足“存在大量信号盲区，有大量遮挡建筑且建筑高度较高、间距较小，所处地势起伏较大”(即满足第一条件a、b、c)，“周边部署地面站极少且难以形成探测网络”环境中(即满足第一条件e)，或“目标信号移动较快且方向不定，需要进行实时信号跟踪”时(即满足第一条件d时)，采用方案一，即采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站。
通过以上判断，可确定当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型或当前的定位方案。进而，保证所选的定位方案可准确适配于信号环境。
一种举例中，在方案一中，中央服务器4依据探测选站算法挑选临近移动空间站组中电量充足、续航能力强、信号跟踪能力强、飞行速度快，可获取信号高度信息及视频录制的飞行探测站5设备。中央服务器4依据轨迹规划算法规划最优前往路径并下达探测命令。当飞行探测站5到达目标信号附近后，将联合形成精确探测网络进行实时信号位置探测。飞行探测站5会自主根据目标信号的移动而进行信号跟踪及移动，跟踪能力强，不易丢失目标，且位置探测精度更高。随着目标信号的快速移动，中央服务器4会依据条件及Packet3数据进行算法计算，预判目标信号可能前往的方向，并调用该方向周边移动空间站组中电量充足的新架次飞行探测站，及时替换跟踪目标的电量不足的飞行探测站5。飞行探测站5同步进行信号精确定位和数据信息采集形成Packet3，并上报至中央服务器4进行精确位置计算及信息处理。从而形成数据间的循环迭代，不断提高信号位置的精确性。
一种举例中，在方案二中，中央服务器4依据探测选站算法分别挑选地面探测站2及飞行探测站5，挑选最靠近信号的单台或以上的地面探测站2设备并立即下达探测命令；挑选临近移动空间站组中电量充足、探测能力强，可获取信号高度信息及视频录制的飞行探测站5设备。探测站选定后，中央服务器4依据空间站位置及目标信号初步定位位置通过轨迹规划算法，规划最优前往路径并下达探测命令。当飞行探测站5到达目标信号附近后，将与地面探测站2联合形成空地一体化探测网络，飞行探测站5会自主根据目标信号的移动进行跟踪及移动，不容易丢失目标，且位置探测精度更高，两类探测站同步进行信号精确定位和数据信息采集形成Packet3，并上报至中央服务器4进行精确位置计算及信息处理。随着目标信号的移动，中央服务器4会依据条件及Packet3数据由算法计算，更换更合适的地面探测站2，以及调用电量充足的新架次飞行探测站5替换电量不足的飞行探测站5，从而形成数据间的循环迭代，不断提高信号位置的精确性。
一种举例中，在方案三中，中央服务器4将调取无线电信号所处位置周边的地面探测站信息，并调取Packet1(即原始定位信息)，从信号临近的地面探测站的大量地面固定站点中根据大区域探测选站算法，挑选最靠近信号的四台或以上的地面探测站2设备进行精确探测网络组网，保证将该目标信号包围于该网络中，地面探测站2不断探测信号位置并生成数据包Packet3直接上报至中央服务器4中，随着信号的缓慢迁移，中央服务器4会依据条件及Packet3数据由算法计算，更换更合适的探测站，从而形成数据间的循环迭代，并不断提高信号位置的精确性。
以上举例中，示意了同时具有方案一、方案二与方案三的一种可选实施方式，在其他实施方式中，在同时具有方案一、方案二、方案三的情况下，也可仅基于第三条件、第二条件判断是否采用方案三与方案二，进而，在其他条件下采用方案一(此时，也可不引入第一条件的判断)，还可仅基于第一条件、第三条件判断是否采用方案一、方案三，进而，在其他条件下采用方案二(此时，也可不引入第二条件的判断)。
此外，其他实施方式中，也可能仅具有方案一、方案二、方案三的两种方案，进而，可仅结合第一条件、第二条件、第三条件中的一种条件来参与判断，例如：若仅具有方案一与方案三，则可仅基于条件3判断是否采用方案三，进而，若不采用方案三，则采用方案一。
其中一种实施方式中，步骤S13包括：
S131:基于所述初步定位信息、各飞行探测站的电量、飞行探测站的探测能力与位置，确定所述多个飞行探测站；
所述各飞行探测站的电量可理解为，能供应飞行探测站飞行、探测的剩余电量；
所述飞行探测站的探测能力可理解为：所述飞行探测站能探测到无人机的范围，也可理解为飞行探测站的有效探测范围；
一种实施例中，确定所述多个飞行探测站的过程可例如：
请参考图1，在大面积的探测区域中，每相距一定间隔位置的区域，会部署一组“移动空间站站组”用于停放可移动的飞行探测站5，并配备充电装置，站组中有一定数量的飞行探测站5。所述飞行在未接收到所述中央服务器探测命令下达时，将处于休眠或设备充电状态，当所述中央服务器向临近“移动空间站站组”的相应探测站下达的命令后，相应空间站将立即响应命令，挑选临近“移动空间站站组”中电量充足、探测能力强，的飞行探测站5飞往所述目标无人机；
所述移动空间站站组可理解为由多个飞行探测站以及充电设备组成的空间站站组；
通过以上方案，能从多个飞行探测站中选出适合前往目标无人机附近探测的飞行探测站。
步骤S14包括：控制所述多个飞行探测站对所述目标无人机进行定位，可例如：
所述中央服务器选择在所述目标无人机位置附近的地面探测站及飞行探测站，规划最优移动路径，并计算所需完成探测任务的地面探测站及飞行探测站的数量，从而向飞行探测站下达探测定位的命令。
具体的举例中，所述中央服务器控制在步骤S13中被选出的飞行探测站，准确的飞到所述目标无人机附近进行探测；
其中一种实施方式中，在步骤S14之前还包括步骤S15：
请参考图7，步骤S15包括：
S151：根据所述初步定位信息，以及所述多个飞行探测站的位置，确定所述多个飞行探测站的待飞行轨迹；
S152：根据所述待飞行轨迹，控制所述飞行探测站的移动；
所述待飞行轨迹表征为所述飞行探测站飞行到所述目标无人机附近的轨迹；
所述飞行探测站沿着所述待飞行轨迹移动能准确的到达所述目标无人机附近；
所述中央服务器依据飞行探测站的位置及目标信号初步定位位置通过轨迹规划算法，规划最优前往路径控制所述飞行探测站的飞行轨迹。请参考图1，当飞行探测站5到达目标信号附近后，将与地面探测站2点联合形成空地一体化探测网络，飞行探测站5会自主根据目标信号的移动进行跟踪及移动，不容易丢失目标，且位置探测精度更高，所述飞行探测站5与所述地面探测站2对目标无人机同步进行信号精确定位，不断提高目标无人机位置的精确性。随着目标信号的移动，所述中央服务器根据所述目标无人机的当前位置以及当前飞行探测站5的电量，更换地面探测站2、飞行探测站5或调用电量充足的飞行探测站，实现了持续定位。
在目前，大量无人机探测定位方法都是通过地面探测站进行无人机信号探测与定位，极易受到遮挡物的影响，使得探测定位效果不佳。
综上所述，在本发明的具体方案中，可具备以下积极效果：
本发明设计的无人机空地一体化探测定位方法，可以实现对无人机的空间三维全方位立体式探测定位，通过将地面探测站和飞行探测站一体化结合的方法，依据中央服务器融合空间站与地面站的定位数据，得出无人机高度、频率、位置信息，大幅提升有遮挡物环境中的无人机探测定位精度和探测灵敏度，有效增强无人机管控性能消除遮挡物遮蔽信号所导致的定位问题，更能准确计算无人机实时飞行高度，有效增强无人机管控性能。
请参考图8，本发明提供了一种无人机空地一体化探测定位的装置6，包括
获取模块61，用于获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；
方案确定模块62，用于基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型，
探测站确定模块63，用于：
若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：
基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
定位模块64，用于控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
可选的，所述获取模块61，具体用于：
获取信号识别设备转发而来的转发信息；所述转发信息是所述信号识别设备识别出所述无线电信号属于无人机后转发至所述中央服务器的，所述转发信息包括原始定位信息与所述无线电信号；
基于所述转发信息，确定所述初步定位信息。
可选的，方案确定模块62，具体用于：
基于所述初步定位信息，判断以下第一条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积大于盲区阈值；
所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第一统计信息高于对应的第一建筑物阈值，所述第一统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；
所述初步定位信息所表征的区域中地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第一速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的极限数量阈值；
在满足部分所述第一条件时，确定所述当前定位方案中采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站。
可选的，方案确定模块62，具体用于：
基于所述初步定位信息，判断以下第二条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积小于所述盲区阈值且不为零；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第二统计信息高于对应的第二建筑物阈值但小于对应的第一建筑物阈值，所述第二统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；且所述初步定位信息所表征的区域地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的单独组网必要阈值；
对所述目标无人机定位时，需采集所述目标无人机的高度信息；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第二速度阈值，且慢于所述第一速度阈值，所述第一速度阈值快于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度大于预设的第二起伏标准，且小于所述第一起伏标准；所述第二起伏标准小于所述第一起伏标准；
在满足部分所述第二条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站与多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位。
可选的，方案确定模块62，具体用于：
基于所述初步定位信息，判断所述以下第三条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域为无信号盲区；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第三统计信息低于对应的第三建筑物阈值，所述第三统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；所述第三建筑物阈值低于或等于所述第二建筑物阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度低于所述第二起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域的信号移动速度慢于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量多于所述单独组网必要阈值；
在满足全部所述第三条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站。
可选的，所述定位模块63，具体用于：
基于所述初步定位信息、各飞行探测站的电量、飞行探测站的探测能力与位置，确定所述多个飞行探测站；
控制所述多个地面探测站与所述多个飞行探测站共同对所述目标无人机进行定位。
根据所述初步定位信息，以及所述多个飞行探测站的位置，确定所述多个飞行探测站的待飞行轨迹，所述待飞行轨迹表征为所述飞行探测站飞行到所述目标无人机附近的轨迹；
根据所述待飞行轨迹，控制所述飞行探测站的移动，并利用移动后的飞行探测站探测所述目标无人机，以对所述目标无人机进行定位。
请参考图9，提供了一种电子设备7，包括：
处理器71；以及，
存储器72，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器71配置为经由执行所述可执行指令来执行以上所涉及的方法。
处理器71能够通过总线73与存储器72通讯。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所涉及的方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种无人机空地一体化探测定位方法，应用于中央服务器，其特征在于，包括：
获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；
基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型；
若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
2.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，所述获取目标无人机的初步定位信息，包括：
获取信号识别设备转发而来的转发信息；所述转发信息是所述信号识别设备识别出所述无线电信号属于无人机后转发至所述中央服务器的，所述转发信息包括原始定位信息；
基于所述转发信息，确定所述初步定位信息。
3.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，
所述基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，包括：
基于所述初步定位信息，判断以下第一条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积大于盲区阈值；
所述初步定位信息所表征的区域中建筑物的第一统计信息高于对应的第一建筑物阈值，所述第一统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；
所述初步定位信息所表征的区域中地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第一速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的极限数量阈值；
在满足部分所述第一条件时，确定所述当前定位方案中采用多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用地面探测站。
4.根据权利要求3所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，所述基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，还包括：
基于所述初步定位信息，判断以下第二条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域中信号盲区的占比或面积小于所述盲区阈值且不为零；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第二统计信息高于对应的第二建筑物阈值但小于所述第一建筑物阈值，所述第二统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；且所述初步定位信息所表征的区域地势起伏程度大于预设的第一起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量少于预设的单独组网必要阈值；
对所述目标无人机定位时，需采集所述目标无人机的高度信息；
所述目标无人机的移动速度快于预设的第二速度阈值，且慢于所述第一速度阈值，所述第一速度阈值快于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度大于预设的第二起伏标准，且小于所述第一起伏标准；所述第二起伏标准小于所述第一起伏标准；
在满足部分所述第二条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站与多台飞行探测站参与对所述目标无人机的定位。
5.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，所述基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，还包括：
基于所述初步定位信息，判断所述以下第三条件是否满足：
所述初步定位信息所表征的区域为无信号盲区；
所述初步定位信息所表征的区域中，建筑物的第三统计信息低于对应的第三建筑物阈值，所述第三统计信息包括以下至少之一：建筑物高度的统计值、建筑物的分布密度、建筑物的数量；所述第三建筑物阈值低于或等于所述第二建筑物阈值；
所述初步定位信息所表征的区域的地势起伏程度低于所述第二起伏标准；
所述初步定位信息所表征的区域的信号移动速度慢于所述第二速度阈值；
所述初步定位信息所表征的区域所适配的地面探测站组数量多于所述单独组网必要阈值；
在满足全部所述第三条件时，确定所述当前定位方案中采用多台地面探测站参与对所述目标无人机的定位而不采用飞行探测站。
6.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，所述基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站，包括：
基于所述初步定位信息、各飞行探测站的电量、飞行探测站的探测能力与位置，确定所述多个飞行探测站。
7.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，若所述当前定位方案所表征的类型还包含地面探测站，则：
控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位，包括：
控制所述多个地面探测站与所述多个飞行探测站共同对所述目标无人机进行定位。
8.根据权利要求1所述的无人机空地一体化探测定位方法，其特征在于，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位，包括：
根据所述初步定位信息，以及所述多个飞行探测站的位置，确定所述多个飞行探测站的待飞行轨迹，所述待飞行轨迹表征为所述飞行探测站飞行到所述目标无人机附近的轨迹；
根据所述待飞行轨迹，控制所述飞行探测站的移动，并利用移动后的飞行探测站探测所述目标无人机，以对所述目标无人机进行定位。
9.一种无人机空地一体化探测定位装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标无人机的初步定位信息，所述初步定位信息表征了所述目标无人机所属区域；
方案确定模块，用于基于所述初步定位信息，确定当前定位方案，所述当前定位方案表征了当前用于定位所述目标无人机的当前探测站的类型，
探测站确定模块，用于：
若所述当前定位方案所表征的类型包括飞行探测站，则：
基于所述初步定位信息，确定用于定位所述目标无人机的多个飞行探测站；
定位模块，用于基于所述初步定位信息，控制所述多个飞行探测站运动并对所述目标无人机进行定位。
10.一种无人机空地一体化探测定位系统，其特征在于，包括：目标无人机、地面探测站、飞行探测站、信号识别设备以及中央服务器；
所述中央服务器用于执行权利要求1至8任一项所述的无人机空地一体化探测定位方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储代码；
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现权利要求1至8任一项所述的方法。
12.一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的方法。
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| CN115201812A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-10-18 | 北京锐士装备科技有限公司 | 基于现有建筑设施为载体的无人机侦测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114371726B (zh) | 2024-06-07 |
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