[发明专利]一种无人机地面接收电磁信号的三维显示与盲区确定方法

摘要

本发明公开了一种无人机地面接收电磁信号的三维显示与盲区确定方法，首先通过网络数据读取方式读取通信数据链的下行数据，从中提取地面接收站附近区域的电磁信号强度，并进行数据筛选和预处理操作。然后根据数据的接收位置和数值大小，进行三维可视化显示模型的单元建模及其属性定义。最后利用计算机图形学技术，根据无人机飞行前进的路程将数据三维可视化操作载入不同显示列表，实现数据的三维可视化显示。进而用阈值判断的方法确定通信的盲区位置，调整航线方向，得出最佳的规划航线。本发明能够实时动态的显示无人机飞行过程中地面接收端的电磁信号强度，适用于多链路、多频道下的链路信息监控和航线规划。

主权项

一种无人机地面接收电磁信号的三维显示与盲区确定方法，包括以下几个步骤：步骤一、电磁信号强度数据获取及预处理；具体包括：步骤1.1、设定网格范围，即地面站接收电磁信号强度区域范围，并以此作为数据三维可视化显示的一个模型单元，设网格范围是以预计地面站位置(x₀,y₀,z₀)为长方体中心点，长方体地面为边长为a米的正方形，高为b米；步骤1.2、预设有效电磁信号强度数据的最小值、最大值，分别为E0_min、E0_max；步骤1.3、由网格范围获得大小为n_x*n_y*n_z的电磁信号强度数组E[n_x,n_y,n_z]，其中(n_x,n_y,n_z)分别为在经度、纬度、高度方向上的采集点个数；对下行链路数据进行离散取值存入数组E[n_x,n_y,n_z]中，设采集点中某点数据值为E_(i,j,k)；其中，设(x,y,z)为采集离散点的位置坐标，(Δx,Δy,Δz)为在长方体长、宽、高方向上的离散点距离间隔，设(i,j,k)为所述的长方体边上、面上或内部任意一点；则(x,y,z)与(i,j,k)是一一对应的关系：$\left\{\begin{array}{cc}x=x_0-a/2+i*\mathrm{\Δ}x,& 0\≤i\≤n_x,n_x=a/\mathrm{\Δ}x\\ y=y_0-a/2+j*\mathrm{\Δ}x,& 0\≤j\≤n_y,n_y=a/\mathrm{\Δ}y\\ z=z_0-b/2+k*\mathrm{\Δ}x,& 0\≤k\≤n_z,n_z=b/\mathrm{\Δ}z\end{array}\right.---\left(1\right)$步骤1.4、判断数据E_(i,j,k)是否为有效值，对非有效值进行取代处理：若E0_min＜E_(i,j,k)＜E0_max，则E_(i,j,k)为有效值，其值不变；若E_(i,j,k)＜E0_min或E_(i,j,k)＞E0_max，则对其进行舍弃，利用周围数据进行代替，针对原点，按以下公式进行处理，其它顶点处理方法相同，其中原点的坐标为(0,0,0)，具体的：①(i,j,k)点为长方体的顶点时：E_(i,j,k)＝(E_(i+1,j,k)+E_(i,j+1,k)+E_(i,j,k+1))/3,i＝0,j＝0,k＝0   (2)②(i,j,k)点为长方体边上的点时：E_(i,j,k)＝(E_(i+1,j,k)+E_(i‑1,j,k)+E_(i,j+1,k)+E_(i,j,k+1))/4,i＝1,2,3.....n_x‑1,j＝0,k＝0   (3)③(i,j,k)点为长方体面上的点时：

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