CN115166634B - 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统 - Google Patents

一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115166634B
CN115166634B CN202210539482.2A CN202210539482A CN115166634B CN 115166634 B CN115166634 B CN 115166634B CN 202210539482 A CN202210539482 A CN 202210539482A CN 115166634 B CN115166634 B CN 115166634B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
return
track
predicted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210539482.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115166634A (zh
Inventor
刘雄建
刘兵
徐一凡
宋进平
葛冉
孙海涛
彭庆祥
李钰鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Ruishi Equipment Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Ruishi Equipment Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Ruishi Equipment Technology Co ltd filed Critical Beijing Ruishi Equipment Technology Co ltd
Priority to CN202210539482.2A priority Critical patent/CN115166634B/zh
Publication of CN115166634A publication Critical patent/CN115166634A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115166634B publication Critical patent/CN115166634B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0294—Trajectory determination or predictive filtering, e.g. target tracking or Kalman filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0257—Hybrid positioning
    • G01S5/0268—Hybrid positioning by deriving positions from different combinations of signals or of estimated positions in a single positioning system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/20—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/22—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
    • H04K3/60—Jamming involving special techniques
    • H04K3/62—Jamming involving special techniques by exposing communication, processing or storing systems to electromagnetic wave radiation, e.g. causing disturbance, disruption or damage of electronic circuits, or causing external injection of faults in the information
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种多种手段结合的无人机飞手定位方法及系统，该方法包括，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到无人机位置，干扰系统向无人机发送干扰信号，无人机返航，通过探测系统获得预测首次返航轨迹，获取无人机的声源轨迹，声源轨迹与预测首次返航轨迹，将其中接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航。根据首次返航轨迹和再次返航轨迹得到无人机飞手位置。将三种探测手段合理结合，减少测量误差，准确得到无人机位置信息和无人机返航轨迹，从而准确定位飞手位置。

Description

一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统
技术领域
本申请涉及无人机定位技术领域，更具体地，涉及一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统。
背景技术
现有技术中仅仅通过TDOA（Time Difference of Arrival）到达时间差来探测无人机位置，或通过AOA（Angle-of-Arrival）到达角度测距来探测无人机位置，或通过TOA（time of arrival）到达时间来探测无人机位置，三种探测手段中，TDOA和TOA对设备硬件性能要求较高，若设备元件性能低会导致测量精度低，AOA容易受到外界干扰，导致测量精度低。三种手段各有利弊，三者不能合理结合，也就无法得到无人机精准位置信息，从而得到无人机飞手（控制终端）位置不准确。
因此，如何将TDOA、TOA、AOA合理结合精准得到飞手位置，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种多手段结合的无人机飞手定位方法，用以解决现有技术中多种探测手段不能有机结合导致测量不准确的技术问题。该方法包括：
基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；
基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置；
其中，所述无人机自动返航为无人机朝向所述飞手位置飞行，直至到达飞手位置处；所述接近度最高指所述预测首次返航轨迹与所述声源轨迹区别最小。
本申请一些实施例中，对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置，具体为：
获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
本申请一些实施例中，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，具体为：
派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹。
本申请一些实施例中，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹，具体为：
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。
本申请一些实施例中，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置，具体为：
延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
对应的，本发明还提供了一种多手段结合的无人机飞手定位系统，该系统包括：
探测模块，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
处理模块，用于对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
干扰模块，用于基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；还用于所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
对比模块，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
确定模块，用于选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置；
其中，所述无人机自动返航为无人机朝向所述飞手位置飞行，直至到达飞手位置处；所述接近度最高指所述预测首次返航轨迹与所述声源轨迹区别最小。
本申请一些实施例中，所述处理模块，具体用于：
获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
本申请一些实施例中，所述对比模块，具体用于：
派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹。
本申请一些实施例中，所述对比模块，还具体用于：
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。
本申请一些实施例中，所述确定模块，具体用于：
延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
通过应用以上技术方案，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。将三种探测手段合理结合，减少测量误差，准确得到无人机位置信息和无人机返航轨迹，从而准确定位飞手位置。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提出的一种多手段结合的无人机飞手定位方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提出的一种多手段结合的无人机飞手定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
本申请提供了一种多手段结合的无人机飞手定位方法，如图1所示，该方法包括：
步骤S101，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
步骤S102，对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
步骤S103，基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；
步骤S104，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
步骤S105，所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
步骤S106，选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。
步骤S101中，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息。
本实施例中，分别通过TDOA（Time Difference of Arrival）到达时间差手段、AOA（Angle of Arrival）到达角度手段、TOA（time of arrival）到达时间手段来测量无人机信号，根据无人机信号位置得到3个预测的无人机位置信息。
步骤S102中，对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置。
为了保证获取无人机位置的准确性，在本申请一些实施例中，获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
本实施例中，通过探测设备和高清摄像设备获得无人机的结构信息，根据三个预测位置信息和无人机的结构信息建立一个仿真的空中模型，该模型在三个预测位置处模拟所侦测到的无人机结构，可以看作是有三个虚拟无人机，基于三个虚拟无人机对无人机位置进行修正，得到无人机位置。
可以理解的是，能够获取无人机的结构信息的设备或装置，均属于本申请的保护范围。
步骤S103中，基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航。
本申请一些实施例中，派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹。大多数无人机飞行前都会设置因断开信号而自动启用返航程序，本发明的飞手定位原理也是据此产生。切断后，无人机会自动返航，返回飞手处。
可以理解的是，其它能达到采集无人机的声源移动轨迹的手段或技术，均属于本申请的保护范围。
步骤S104中，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。
为了提高获取无人机返航轨迹的准确性，本申请一些实施例中，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。
本实施例中，将三个首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，即首次返航轨迹和声源轨迹沿三个坐标轴展开，在预设时间内，计算首次返航轨迹与声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴的数值之差，通过各个坐标轴的差值得到综合差值，三个综合差值中数值最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。无人机在返航过程中噪音源在移动，能得到一条通过噪音源移动的轨迹。大多数无人机都是四个螺旋桨带一个航拍器上天，声音很大，大疆使用的都是无刷电机，转速很快，噪音大，而且越大的航拍无人机噪音越大。基于无人机噪音大的原理通过采集声源得到声源移动轨迹。因声源发出的声波是纵波，存在一定范围性，并不能准确当做无人机运动返航轨迹，只能当做辅助筛选精准返航轨迹的手段。
步骤S105中，所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航。
步骤S106中，选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。
本实施例中，选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高（综合差值最小）的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，此探测系统的准确度经过上述校验较为可信，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。
为了保证获得飞手位置的可靠性，本申请一些实施例中，延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
通过应用以上技术方案，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。将三种探测手段合理结合，减少测量误差，准确得到无人机位置信息和无人机返航轨迹，从而准确定位飞手位置。
对应的，本发明还提供了一种多手段结合的无人机飞手定位系统，如图2所示，该系统包括：
探测模块201，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
处理模块202，用于对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
干扰模块203，用于基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；还用于所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
对比模块204，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
确定模块205，用于选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置；
其中，所述无人机自动返航为无人机朝向所述飞手位置飞行，直至到达飞手位置处；所述接近度最高指所述预测首次返航轨迹与所述声源轨迹区别最小。
本申请一些实施例中，所述处理模块202，具体用于：
获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
本申请一些实施例中，所述对比模块204，具体用于：
派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹。
本申请一些实施例中，所述对比模块204，还具体用于：
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。
本申请一些实施例中，所述确定模块205，具体用于：
延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
本领域技术人员可以理解实施场景中的系统中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的系统中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个系统中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
实施例2
此外，本申请还存在一些额外的技术方案，同样能实现本申请的技术效果。
上述步骤S102可替代为，若步骤S101得到三个无人机预测位置信息中存在相同情况，则直接将相同的位置信息得到无人机位置。相同情况包括两两相同、三个全部相同的情况。
上述步骤S104可替代为，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，若三个预测首次返航轨迹中存在相同情况，则直接将相同的首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹。相同情况包括两两相同、三个全部相同的情况。
上述步骤S106可替代为，选择上述步骤S104中相同情况的探测系统（择一即可）来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置。
其余步骤同上，同样能实现无人机飞手的精准定位。
实施例3
步骤S101可替代为，基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
步骤S102可替代为，获取无人机的声源位置信息，若所述声源位置信息与三个预测位置信息存在相同情况，则通过该预测位置信息得到无人机位置；
其余步骤同上保持不变，同样能精准定位无人机飞手位置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种多手段结合的无人机飞手定位方法，其特征在于，包括：
基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；
基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置；
获取所述无人机首次返航的声源轨迹，具体为：
派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹；
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹，具体为：
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
其中，所述无人机自动返航为无人机朝向所述飞手位置飞行，直至到达飞手位置处；所述接近度最高指所述预测首次返航轨迹与所述声源轨迹区别最小。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置，具体为：
获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置，具体为：
延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
4.一种多手段结合的无人机飞手定位系统，其特征在于，包括：
探测模块，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统得到三个无人机的通信信号，根据所述三个无人机的通信信号得到无人机的三个预测位置信息；
处理模块，用于对所述无人机的三个预测位置信息进行预处理，得到无人机位置；
对比模块，用于基于TDOA、AOA、TOA三种探测系统获取三个无人机的预测首次返航轨迹，获取所述无人机首次返航的声源轨迹，将所述三个无人机的预测首次返航轨迹与所述无人机的声源轨迹一一对比，选出接近度最高的预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
干扰模块，用于基于所述无人机位置干扰系统向所述无人机发送干扰信号，切断所述无人机与所述飞手的通信，所述无人机自动返航；还用于所述干扰系统停止向无人机发送干扰信号，所述干扰系统向所述无人机发送诱导信号，诱导所述无人机沿所述首次返航轨迹的任意切向方向飞行到指定位置，所述无人机到达所述指定位置后，所述干扰系统再次向所述无人机发送所述干扰信号，使所述无人机再次返航；
确定模块，用于选用所述TDOA、AOA、TOA三种探测系统中接近度最高的探测系统来获取无人机再次返航轨迹，基于所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹得到飞手位置；
所述对比模块，具体用于：
派出侦察无人机跟随所述无人机，所述侦察无人机上装有声源监测设备，从而采集无人机的声源移动轨迹；
所述对比模块，还具体用于：
将所述三个无人机的预测首次返航轨迹和声源轨迹在三维坐标中展开，在预设时间内，将预测首次返航轨迹和声源轨迹在同一时刻的每条坐标轴数值作差，得到各个坐标轴差值，根据各个坐标轴差值得到综合差值，从三个综合差值中最小的那条预测首次返航轨迹作为无人机的首次返航轨迹；
其中，所述无人机自动返航为无人机朝向所述飞手位置飞行，直至到达飞手位置处；所述接近度最高指所述预测首次返航轨迹与所述声源轨迹区别最小。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于：
获取无人机的结构信息，基于三个预测位置信息和所述无人机的结构信息建立仿真的空中模型，所述空中模型在所述三个预测位置处模拟无人机，根据三个预测位置处的模拟无人机得到无人机位置信息。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
延长所述首次返航轨迹和所述再次返航轨迹，得到首次返航轨迹延长线和再次返航轨迹延长线的交叉点，从而确定无人机飞手位置。
CN202210539482.2A 2022-05-18 2022-05-18 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统 Active CN115166634B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210539482.2A CN115166634B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210539482.2A CN115166634B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115166634A CN115166634A (zh) 2022-10-11
CN115166634B true CN115166634B (zh) 2023-04-11

Family

ID=83482884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210539482.2A Active CN115166634B (zh) 2022-05-18 2022-05-18 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115166634B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1164020A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Toyota Motor Corp 車両用走行車線推定装置、車両用走行制御装置、車両用走行車線推定方法、及び車両用走行車線推定のためのプログラムを記憶した媒体
JP2016148937A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 本田技研工業株式会社 自律走行作業車の制御装置
CN107291099A (zh) * 2017-07-06 2017-10-24 杨顺伟 无人机返航方法及装置
CN108363041A (zh) * 2018-02-02 2018-08-03 浙江大学 基于k均值聚类迭代的无人机声源定位方法
CN108919823A (zh) * 2018-07-18 2018-11-30 上海天豚信息科技有限公司 无人机闭环控制系统及控制方法
CN110285793A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 中原工学院 一种基于双目立体视觉系统的车辆智能测轨迹方法
CN112584588A (zh) * 2020-12-31 2021-03-30 武汉烽火富华电气有限责任公司 一种基于道路声源的智慧路灯控制方法
WO2021088528A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 广东工业大学 一种无人车室外驾驶系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108627152B (zh) * 2018-04-25 2020-08-07 珠海全志科技股份有限公司 一种微型无人机基于多传感器数据融合的导航方法
CN110719136B (zh) * 2019-08-27 2023-10-20 安徽四创电子股份有限公司 无人机防御系统
CN110972074A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 北京诚志纪元科技有限公司 多移动智能体群的单个智能体位置丢失找寻后轨迹重构方法
CN111999730A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 航天科工微电子系统研究院有限公司 一种黑飞无人机飞手定位方法及系统
CN112763976B (zh) * 2021-04-07 2021-08-03 理工全盛(北京)科技有限公司 一种黑飞无人机飞手定位系统及方法
CN114353594A (zh) * 2021-11-18 2022-04-15 北京锐士装备科技有限公司 一种基于方舱的无人机防控系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1164020A (ja) * 1997-08-26 1999-03-05 Toyota Motor Corp 車両用走行車線推定装置、車両用走行制御装置、車両用走行車線推定方法、及び車両用走行車線推定のためのプログラムを記憶した媒体
JP2016148937A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 本田技研工業株式会社 自律走行作業車の制御装置
CN107291099A (zh) * 2017-07-06 2017-10-24 杨顺伟 无人机返航方法及装置
CN108363041A (zh) * 2018-02-02 2018-08-03 浙江大学 基于k均值聚类迭代的无人机声源定位方法
CN108919823A (zh) * 2018-07-18 2018-11-30 上海天豚信息科技有限公司 无人机闭环控制系统及控制方法
CN110285793A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 中原工学院 一种基于双目立体视觉系统的车辆智能测轨迹方法
WO2021088528A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 广东工业大学 一种无人车室外驾驶系统
CN112584588A (zh) * 2020-12-31 2021-03-30 武汉烽火富华电气有限责任公司 一种基于道路声源的智慧路灯控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹虎林 ; 邓瑞 ; 应忍冬 ; 周玲玲 ; .移动声源运动轨迹测定方法研究.信息技术.2011,(第05期),全文. *
邵军 ; 翟春平 ; 于沨 ; 杨国义 ; .一种合作目标轨迹的处理方法.舰船科学技术.2012,(第08期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115166634A (zh) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108521670B (zh) 面向多机紧密编队飞行基于uwb通信与定位方法及一体化系统
EP1783720B1 (en) Error control in an air traffic management system
CN104797995B (zh) 在发生飞行偶然事件的情况下无人飞行器飞行路径的确定
CN110609570A (zh) 一种基于无人机的自主避障巡检方法
US6420993B1 (en) Air traffic control system
CN109435955A (zh) 一种自动驾驶系统性能评估方法、装置、设备及存储介质
KR101854181B1 (ko) 무인항공기를 이용한 타겟 탐색 시스템
CN105867368A (zh) 一种信息处理方法和移动装置
US20140236395A1 (en) Device for making available navigation parameter values of a vehicle
CN108958284A (zh) 一种无人机避障系统及方法
CN112362065A (zh) 绕障轨迹规划方法、装置、存储介质、控制单元和设备
CN113008237A (zh) 一种路径规划方法及装置、飞行器
Lefas Using Roll-Angle Measurements to Track Aicraft Maneuvers
CN115166634B (zh) 一种多手段结合的无人机飞手定位方法及系统
CN112313594A (zh) 无人机的控制方法、装置、设备及存储介质
JP7365520B1 (ja) 情報処理装置及び情報処理方法
CN112229406A (zh) 一种多余度引导全自动着陆信息融合方法及系统
CN108885465A (zh) 可移动平台的控制方法、设备及可移动平台
KR20210053650A (ko) 자율 드론 비행 안전성 검사를 위한 위협 분석 기법 및 시스템
CN110807027A (zh) 野值处理方法、装置、设备及存储介质
KR20210015104A (ko) 대피 안내를 위한 무인 비행체 운용 시스템 및 이를 이용한 대피 안내 방법
KR20220143621A (ko) 동적 장애물 충돌 회피 무인기 및 그 회피 방법
Antonov et al. Fault-tolerant airport vehicle integrated navigation system
CN109540139B (zh) 一种自动导航系统
JPH09318726A (ja) 追尾装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant