[发明专利]一种确定无人机野外应急跑道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定无人机野外应急跑道的方法，用于为无人机在野外起飞着陆提供应急备用跑道参数。

背景技术

目前公知的野外应急备降跑道规划主要依据人力对地理信息进行分析、判断和实施，缺乏有力辅助规划，效率较低影响急备用跑道的部署能力。

发明内容

本发明的技术解决问题是：

克服现有技术的不足，提供了一种确定无人机野外应急跑道的方法，提高工作效率，建立野外备场必要的辅助规划能力。

本发明的技术解决方案是：

一种确定无人机野外应急跑道的方法，所述确定无人机野外应急跑道的方法依托于无人机跑道测试系统实现，无人机跑道测试系统包括基准站和移动站，移动站和基准站的结构组成相同，均包含差分GPS板、数传电台板、主控板、电池和机箱；

差分GPS板、数传电台板、主控板和电池均固定在机箱中，电池为差分GPS板、数传电台板和主控板供电，主控板与差分GPS板通过PC104总线连接，主控板与数传电台板通过RS232串行通讯连接；

基准站的差分GPS板用于产生差分码，并通过PC104总线提供给主控板，主控板通过数传电台板将所述差分码发送给移动站，移动站的主控板通过移动站的数传电台接收到所述差分码之后将该差分码提供给移动站的差分GPS板，移动站的差分GPS板根据GPS定位信息和所述差分码生成差分GPS定位信息，并将所述差分GPS定位信息通过PC104总线提供给移动站的主控板用以确定跑道；

所述确定无人机野外应急跑道的方法步骤如下：

(1)将基准站固定在野外环境中备降着陆场中心区域，并使基准站通电；

(2)基准站的差分GPS板不断采集基准站的GPS位置信息并进行平均计算，直到差分GPS板能够输出差分码，之后基准站向移动站发送该差分码；

(3)将移动站通电，之后监测移动站的差分GPS板是否进入了差分工作模式，当移动站的差分GPS板处于差分工作模式之后，进入步骤(4)；

(4)将移动站沿备降着陆场原始边界移动10周，采集沿原始边界的移动站位置信息，所有采集到的沿原始边界的移动站位置信息即形成了离散的原始边界图；

(5)根据步骤(4)中得到的原始边界图选择特征点；

(6)将所有特征点按照逆时针或者顺时针的方向使用直线段顺次连接，形成初始特征边界；

(7)初始特征边界中的每条直线段与形心相成的三角形面积为S1，所述初始特征边界中的每条直线段所对应的原始边界图的内沿与形心形成的扇面面积为S2，若S1/S2＞1.01或S1/S2＜0.95，则进入步骤(8)；否则执行步骤(9)；

(8)在对应的直线段上的两个特征点之间增加一个特征点，增加的特征点是以该直线段与形心形成的三角形，形心顶点的角平分线与原始边界图的内沿相交形成的，并重新返回步骤(6)；

(9)在确定的初始特征边界的条件下，确定初始特征边界中满足无人机跑道宽度要求的最长的矩形，所述满足无人机跑道宽度要求的最长的矩形即为无人机野外应急跑道。

所述步骤(4)中将移动站沿备降着陆场原始边界移动的速度不超过1m/s。

所述步骤(5)中根据原始边界图选择特征点通过如下步骤进行：

(3.1)计算所述原始边界图的形心；

(3.2)根据步骤(3.1)中得到的形心，提取原始边界图的内沿，该内沿即为着陆场边界；

(3.3)以形心出发发射8条射线，相邻两条射线之间间隔45度角，所述8条射线与着陆场边界相交，交点即为特征点；

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明中移动站/基准站软硬件构成一致，可以相互作为备件；

(2)本发明中使用可单人手持的便携式智能设备，降低人员的劳动强度，提高工作效率，保证数据质量；

(3)基于差分GPS数据散布图确定其内沿作为野外应急备用着陆场的着陆场边界，在保障数据可靠性(提取得到的着陆场边界不超出原始边界)、保障测点几何密度的同时，极大的降低了位置信息采集的工作强度，提高了效率。

(4)本发明野外应急备用跑道辅助规划，引入野外应急备用着陆场的边界中特征点，和特征点选取判据，构造野外应急备用着陆场特征边界，降低数值巡优的计算强度，使野外应急备用跑道的寻优可以在手持设备中顺利实现。

附图说明

图1为本发明系统架构示意图；

图2野外应急跑道确定方法流程；

图3野外应急跑道确定方法寻优目标图；