[发明专利]一种基于智慧路灯的空域管制方法及智慧路灯

权利要求书

1.一种基于智慧路灯的空域管制方法，其特征在于，包括：

通过智慧路灯上的摄像装置采集指定空域的图像，并在所述指定空域的图像中进行物体检测；所述智慧路灯中预先存储有所述指定空域的基准图像，也即所述指定空域在不存在异常物体时的图像，将其作为物体检测的基准；将所述摄像装置所采集的所述指定空域的图像作为待检测图像，将所述待检测图像与所述基准图像进行比对；具体地，分别对所述待检测图像和所述基准图像进行二值化处理，得到二值化的待检测图像和二值化的基准图像，对两者对应位置的像素进行异或运算，得到两者的差异图像；所述差异图像中取值为“1”的像素点代表该位置上两者不同，记为差异像素点，所述差异图像中取值为“0”的像素点代表该位置上两者相同，对差异像素点按照位置分布进行聚类，将位置临近的差异像素点聚为一个像素点类，并从中剔除掉差异像素点数目小于预设阈值的像素点类，若还存在剩余的像素点类，则认为检测到物体，且剩余的像素点类所在区域即为物体所在区域；

若在所述指定空域的图像中检测到物体，则使用预设的物体识别模型判断所述物体是否为飞行器；

若所述物体为飞行器，则通过所述智慧路灯上的雷达测量所述飞行器的飞行参数；

根据所述飞行参数对所述飞行器的飞行轨迹进行预测，得到所述飞行器的预测轨迹；所述预测轨迹由若干个预测轨迹点组成，每个预测轨迹点的位置根据下式计算：

NextPosX＝PosX+(NextVelX+VelX)×Cycle÷2

NextPosY＝PosY+(NextVelY+VelY)×Cycle÷2

NextPosZ＝PosZ+(NextVelZ+VelZ)×Cycle÷2

其中，(PosX,PosY,PosZ)为最后一次测量得到的所述飞行器的位置，VelX、VelY、VelZ分别为最后一次测量得到的三个维度上的速度，NextVelX、NextVelY、NextVelZ分别为三个维度上的预测速度，(NextPosX,NextPosY,NextPosZ)为预测轨迹点的位置；

通过所述智慧路灯上的回收装置在所述预测轨迹上对所述飞行器进行回收操作；

所述通过所述智慧路灯上的回收装置在所述预测轨迹上对所述飞行器进行回收操作，包括：

在所述预测轨迹上选取最后一次飞行参数测量之后的第k个预测轨迹点作为目标轨迹点，并根据下式计算所述飞行器行进至所述目标轨迹点的目标时刻：

TargetT＝InitialT+k×Cycle

其中，InitialT为最后一次飞行参数测量的时刻，k为正整数，Cycle为预设的飞行参数测量周期，TargetT为所述目标时刻；

确定所述回收装置与所述目标轨迹点之间的相对位置关系；

根据所述目标时刻和所述相对位置关系计算所述回收装置的发射参数；

按照所述发射参数发射所述回收装置，以对所述飞行器进行回收操作；所述回收装置包括用于包裹飞行器的绳网、装载所述绳网的容器以及计时器，所述容器中内置有弹射装置；在所述智慧路灯发射所述回收装置时，所述绳网处于折叠状态装载在所述容器中，当所述计时器计时到所述目标时刻时，启动所述弹射装置，将所述绳网从所述容器中弹射展开，从而包裹住所述飞行器，实现对所述飞行器的回收操作；

所述根据所述目标时刻和所述相对位置关系计算所述回收装置的发射参数，包括：

在回收平面上建立平面直角坐标系，所述回收平面为由所述智慧路灯和所述目标轨迹点所确定的平面；将所述智慧路灯与地面的交点作为所述平面直角坐标系的基点，将竖直向上的方向作为所述平面直角坐标系的纵轴正方向，将垂直于纵轴且指向目标轨迹点的方向作为所述平面直角坐标系的横轴正方向；

根据所述目标时刻和所述相对位置关系在所述平面直角坐标系中构建所述回收装置的运动轨迹方程：

VerticalDis＝VerVel×(TargetT－LaunchT)－1/2×g×(TargetT－LaunchT)²

HorizonDis＝HorVel×(TargetT－LaunchT)

其中，VerticalDis为所述回收装置与所述目标轨迹点在所述平面直角坐标系下的竖直距离，也即在纵轴上的距离，HorizonDis为所述回收装置与所述目标轨迹点在所述平面直角坐标系下的水平距离，也即在横轴上的距离，g为重力加速度，LaunchT为所述回收装置的发射时刻，VerVel为所述回收装置的竖直发射速度，HorVel为所述回收装置的水平发射速度；

求解所述运动轨迹方程，得到所述回收装置的发射参数。