[發(fā)明專利]一種確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210122168.0
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102636799A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天空氣動力技術(shù)研究院
• 主分類號: G01S19/50
• 分類號: G01S19/50;G01S19/41
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法，用于為無人機在野外起飛著陸提供應(yīng)急備用跑道參數(shù)。

背景技術(shù)

目前公知的野外應(yīng)急備降跑道規(guī)劃主要依據(jù)人力對地理信息進(jìn)行分析、判斷和實施，缺乏有力輔助規(guī)劃，效率較低影響急備用跑道的部署能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：

克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法，提高工作效率，建立野外備場必要的輔助規(guī)劃能力。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法，所述確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法依托于無人機跑道測試系統(tǒng)實現(xiàn)，無人機跑道測試系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站和移動站，移動站和基準(zhǔn)站的結(jié)構(gòu)組成相同，均包含差分GPS板、數(shù)傳電臺板、主控板、電池和機箱；

差分GPS板、數(shù)傳電臺板、主控板和電池均固定在機箱中，電池為差分GPS板、數(shù)傳電臺板和主控板供電，主控板與差分GPS板通過PC104總線連接，主控板與數(shù)傳電臺板通過RS232串行通訊連接；

基準(zhǔn)站的差分GPS板用于產(chǎn)生差分碼，并通過PC104總線提供給主控板，主控板通過數(shù)傳電臺板將所述差分碼發(fā)送給移動站，移動站的主控板通過移動站的數(shù)傳電臺接收到所述差分碼之后將該差分碼提供給移動站的差分GPS板，移動站的差分GPS板根據(jù)GPS定位信息和所述差分碼生成差分GPS定位信息，并將所述差分GPS定位信息通過PC104總線提供給移動站的主控板用以確定跑道；

所述確定無人機野外應(yīng)急跑道的方法步驟如下：

(1)將基準(zhǔn)站固定在野外環(huán)境中備降著陸場中心區(qū)域，并使基準(zhǔn)站通電；

(2)基準(zhǔn)站的差分GPS板不斷采集基準(zhǔn)站的GPS位置信息并進(jìn)行平均計算，直到差分GPS板能夠輸出差分碼，之后基準(zhǔn)站向移動站發(fā)送該差分碼；

(3)將移動站通電，之后監(jiān)測移動站的差分GPS板是否進(jìn)入了差分工作模式，當(dāng)移動站的差分GPS板處于差分工作模式之后，進(jìn)入步驟(4)；

(4)將移動站沿備降著陸場原始邊界移動10周，采集沿原始邊界的移動站位置信息，所有采集到的沿原始邊界的移動站位置信息即形成了離散的原始邊界圖；

(5)根據(jù)步驟(4)中得到的原始邊界圖選擇特征點；

(6)將所有特征點按照逆時針或者順時針的方向使用直線段順次連接，形成初始特征邊界；

(7)初始特征邊界中的每條直線段與形心相成的三角形面積為S1，所述初始特征邊界中的每條直線段所對應(yīng)的原始邊界圖的內(nèi)沿與形心形成的扇面面積為S2，若S1/S2＞1.01或S1/S2＜0.95，則進(jìn)入步驟(8)；否則執(zhí)行步驟(9)；

(8)在對應(yīng)的直線段上的兩個特征點之間增加一個特征點，增加的特征點是以該直線段與形心形成的三角形，形心頂點的角平分線與原始邊界圖的內(nèi)沿相交形成的，并重新返回步驟(6)；

(9)在確定的初始特征邊界的條件下，確定初始特征邊界中滿足無人機跑道寬度要求的最長的矩形，所述滿足無人機跑道寬度要求的最長的矩形即為無人機野外應(yīng)急跑道。

所述步驟(4)中將移動站沿備降著陸場原始邊界移動的速度不超過1m/s。

所述步驟(5)中根據(jù)原始邊界圖選擇特征點通過如下步驟進(jìn)行：

(3.1)計算所述原始邊界圖的形心；

(3.2)根據(jù)步驟(3.1)中得到的形心，提取原始邊界圖的內(nèi)沿，該內(nèi)沿即為著陸場邊界；

(3.3)以形心出發(fā)發(fā)射8條射線，相鄰兩條射線之間間隔45度角，所述8條射線與著陸場邊界相交，交點即為特征點；

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：

(1)本發(fā)明中移動站/基準(zhǔn)站軟硬件構(gòu)成一致，可以相互作為備件；

(2)本發(fā)明中使用可單人手持的便攜式智能設(shè)備，降低人員的勞動強度，提高工作效率，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；

(3)基于差分GPS數(shù)據(jù)散布圖確定其內(nèi)沿作為野外應(yīng)急備用著陸場的著陸場邊界，在保障數(shù)據(jù)可靠性(提取得到的著陸場邊界不超出原始邊界)、保障測點幾何密度的同時，極大的降低了位置信息采集的工作強度，提高了效率。

(4)本發(fā)明野外應(yīng)急備用跑道輔助規(guī)劃，引入野外應(yīng)急備用著陸場的邊界中特征點，和特征點選取判據(jù)，構(gòu)造野外應(yīng)急備用著陸場特征邊界，降低數(shù)值巡優(yōu)的計算強度，使野外應(yīng)急備用跑道的尋優(yōu)可以在手持設(shè)備中順利實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

圖2野外應(yīng)急跑道確定方法流程；

圖3野外應(yīng)急跑道確定方法尋優(yōu)目標(biāo)圖；