[發明專利]自定義定位信息的無人機抗核輻射性能評測方法和系統

有效

• 申請號: 202110631560.7
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113376676B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 曹洪龍;劉學觀;周鳴籟;黃鶴;周光明
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 許燕萍

1.一種自定義定位信息的無人機抗核輻射性能評測方法，其特征在于，包括：

步驟1：將背景圖片、天線、旋翼監控系統和無人機置于核輻射屏蔽室內，將總控服務器、穩壓電源、遙控器和衛星定位模擬系統置于核輻射屏蔽室外，所述核輻射屏蔽室內有核輻射源且核輻射屏蔽室內各處均標定有核輻射劑量率；所述無人機包括遙控模塊、飛行控制模塊、衛星定位模塊、核輻射探測器、視頻采集模塊和供電模塊；

所述總控服務器選取地圖上的位置自定義定位信息設置定位數據，并將定位數據發送給衛星定位模擬系統，衛星定位模擬系統將定位數據轉換成衛星信號并發送給所述衛星定位模塊，所述衛星定位模塊在核輻射環境中接收衛星信號產生實時定位數據；所述總控服務器通過所述遙控器向遙控模塊發送指令，遙控模塊接收到指令后產生確認信息；所述核輻射探測器檢測所處環境中的核輻射劑量率，所述飛行控制模塊控制無人機的飛行狀態并產生飛行狀態信息，所述視頻采集模塊采集背景圖片處的視頻數據并傳送給所述總控服務器；所述供電模塊給無人機提供電力，所述穩壓電源給在所述供電模塊和所述旋翼監控系統供電；無人機將包括實時定位數據、確認信息、核輻射劑量率、飛行狀態信息和電池信息的測評信息通過所述遙控器傳送給所述總控服務器；

步驟2：開啟所述核輻射源，獲取無人機所在位置的核輻射劑量率R；

步驟3：所述總控服務器每隔時間間隔T獲取一次無人機回傳的測評信息并進行分析，直到無人機的工作狀態不正常時關閉所述核輻射源，得到經過的時間間隔T的個數N，計算得到無人機的最大抗核輻射劑量R_max＝N×T×R；

其中，所述開啟所述核輻射源前，所述總控服務器進行初始化配置并進行初始化檢測，具體包括：

步驟21：配置穩壓電源給無人機中的供電模塊和旋翼監控系統供電的輸出電壓和最大允許電流，最大允許電流用于起限流作用防止電路電流過大造成設備損壞；

步驟22：配置總控服務器與衛星定位模擬系統的通信協議，選擇衛星定位模擬系統的衛星導航系統的工作模式；總控服務器在地圖上選取位置自定義定位信息設定定位數據(Lng，Lat)_ref并使用定位數據配置衛星定位模擬系統生成衛星信號，判斷衛星定位模擬系統是否成功生成衛星信號，如果有效，執行步驟23；如果無效，總控服務器重新配置衛星定位模擬系統直至成功生成衛星信號；

步驟23：使能穩壓電源，執行步驟24；

步驟24：配置遙控器的接收靈敏度Sensitivity、工作距離D以及遙控模塊與遙控器天線之間的距離L，執行步驟25；

步驟25：配置總控服務器與遙控器的通信協議，配置好后總控服務器與遙控器進行通信以檢測通信是否正常，如果不正常，檢查電路連線并重新配置總控服務器與遙控器的通信協議直至通信正常，執行步驟26；如果正常，直接執行步驟26；

步驟26：配置遙控器與無人機通信時的等待時間Timeout，總控服務器向遙控器發出讀取定位數據和核輻射探測數據的指令，執行步驟27；

步驟27：遙控器等待接收無人機的通信數據并判斷是否成功接收到通信數據，如果超過等待時間仍然沒有接收到數據，則判定超時，輸出無線通信失敗的錯誤信息，執行步驟214；如果接收到通信數據，執行步驟28；

步驟28：遙控器解析接收到的通信數據得到初始化狀態時無人機的定位數據(Lng，Lat)_t0和核輻射探測數據，執行步驟29；

步驟29：計算(Lng，Lat)_t0和(Lng，Lat)_ref的差的絕對值得到(Dlng，Dlat)，判斷Dlng和Dlat是否都小于預設的閾值Dmin，如果都小于表示誤差在允許范圍內，此時衛星定位模塊工作正常，執行步驟210；如果沒有都小于表示誤差超出允許范圍，此時衛星定位模塊的工作不正常，輸出定位失敗的錯誤提示信息，執行步驟214；

步驟210：配置訪問無人機上掛載的視頻模塊的RTSP地址，配置圖像降噪濾波器；設置標志圖像像素相似性分析方法的標志FLAG1，FLAG1為長度為n位的二進制數，n的取值范圍為6～32，FLAG1中每一位用于標志一種圖像像素相似性分析方法，按位配置每一位都為0或1，0表示禁止使用該位標志的圖像像素相似性分析方法，1表示使能該位標志的圖像像素相似性分析方法；將使能的圖像像素相似性分析方法的數量記做N1，執行步驟211；

步驟211：配置FLAG1中使能的圖像像素相似性分析方法的權重A[N1]，判斷N1項使能方法的權重是否滿足足A[1]+A[2]+...+A[N1]＝1；如果不滿足，重新配置權重A[N1]直至滿足要求；如果滿足，配置相似性分析方法的閾值Threshold，執行步驟212；

步驟212：啟動視頻分析線程，配置標志視頻分析線程的工作狀態的標志Vstatus并初始化Vstatus＝0，配置標志人臉識別錯誤次數的計數器N_err并初始化N_err＝0；判斷視頻采集模塊采集視頻是否正常以對視頻采集模塊的工作狀態進行初始化檢測，如果采集視頻不正常，此時視頻采集模塊的初始化工作狀態不正常，執行步驟214；如果采集視頻正常，此時視頻采集模塊的初始化工作狀態正常，采集一幀圖像，并判斷當前采集到的視頻數據是否為第一幀圖像，如果是第一幀圖像，將當前幀圖像的像素值存入Img0中，如果不是第一幀圖像，將當前幀圖像的像素值與Img0對應像素相加后取平均值存入Img0中，等待主線程通知進入評測流程，主線程執行步驟213；

步驟213：獲取旋翼監控系統提供輸出的旋翼狀態信息判斷是否可以正常通信獲取信息，如果不能正常獲取，則輸出相應的錯誤信息，執行步驟214；如果可以正常獲取，則開啟核輻射源，獲取無人機所在位置的核輻射劑量率R，開始測評，同時通知視頻分析線程進入評測階段；

步驟214：關閉穩壓電源輸出，結束當前評測流程。