【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無人機飛行安全，具體涉及一種無人機飛行安全預警方法。
技術介紹
1、無人機在飛行過程中必須考慮不同結構的影響，因為這些結構會對無人機的飛行穩定性、安全性和效率產生直接影響。高層建筑、橋梁、樹木等不僅在高度上有所不同，它們還可能改變周圍的氣流模式，形成復雜的風流態勢，這對無人機的操控精度和飛行路徑規劃提出了更高的要求。例如，高樓大廈能夠產生強烈的風壓效應，使得無人機在其附近飛行時可能會遭遇突如其來的氣流變化，影響飛行穩定性。此外，復雜的交通基礎設施如高速公路交匯處，不僅結構復雜，且周邊環境動態多變，這要求無人機具備高度的適應性和即時響應能力，以應對可能的碰撞風險。
2、如果無人機的飛行過程中忽視了這些結構的影響，可能會導致多種飛行安全問題。首先，無人機可能無法有效避開高度不同的障礙物，如未能及時調整飛行高度避開高樓或樹梁，可能會發生碰撞事故，造成無人機損壞甚至對地面的人員和財產造成傷害。其次，忽略結構引起的氣流變化可能導致無人機控制困難，特別是在強風條件下，穩定性和操控性大幅下降，飛行任務失敗的風險增加。例如，在高樓構成的風隧道中飛行，無人機可能會遭遇風速突變，導致控制失效，影響數據采集的準確性或導致更嚴重的安全事故。
3、申請號為201711349951.x、專利技術名稱為“無人機實時安全預警裝置”的專利技術專利，提出了一種無人機實時安全預警裝置，包括機載預警設備，集成了飛行控制器、狀態監控模塊（包括無人機參數采集模塊）和預警模塊。此系統能采集無人機的飛行及環境參數，并通過預警模塊分析這些參
4、申請號為202111300583.6、專利技術名稱為“一種配送無人機、配送無人機預警方法及裝置”的專利技術專利，公開了一種配送無人機及其預警方法和裝置，該系統通過不同的電源和傳感器子模塊操作。預警模塊和控制模塊評估采集到的數據以判斷無人機的異常狀態。發現異常時，預警模塊會向周圍發送警報并向服務器報告，以提示周圍人群避讓并快速處理異常，有效降低事故風險。
5、然而，已有研究聚焦于無人機的實時狀態監控和異常預警系統，但均未明確提到考慮無人機飛行中的安全距離問題。特別是在不同設施類型和環境條件下，安全距離的需求可能有所不同。缺少對飛行安全距離的具體考量可能會影響到無人機在復雜環境中的安全飛行和防碰撞能力，從而限制其應用的廣泛性和安全性。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的問題是提高無人機飛行的安全性能，提出一種無人機飛行安全預警方法。
2、為實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案實現：
3、一種無人機飛行安全預警方法，包括如下步驟：
4、s1.?采集無人機運行過程中的周邊物體信息數據、環境因素數據、無人機信息數據，所述周邊物體信息數據包括物體類型、物體高度、寬度，所述環境因素數據包括環境風速、光照強度、溫度，所述無人機信息數據包括無人機長度、無人機寬度、無人機重量；
5、s2.?對步驟s1采集的數據進行標準化處理，將標準化處理后的數據分為3組因素數據集，得到對溫度分析的數據集、對光照強度分析的數據集、對環境風速分析的數據集，待用；
6、s3.?構建無人機飛行最小安全距離計算方法，計算不同時間點下的無人機最小安全飛行距離；
7、s4.?基于不同的單一環境因素構建無人機飛行最小安全距離預測模型，計算不同的單一環境因素下的無人機飛行最小安全距離；
8、s5.?基于步驟s4得到的不同的單一環境因素下的無人機飛行最小安全距離，計算無人機飛行綜合最小安全預測距離；
9、s6.?構建基于無人機飛行綜合最小安全預測距離的碰撞預警方法。
10、進一步的，步驟s1中采集相同時間點的物體高度、寬度、環境風速、光照強度、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量的數據，設置所選時間點為 t1,? t2…,? ti…, tn，其中， ti為第 i個時間點， n為時間點的總個數。
11、進一步的，步驟s2中將標準化處理后的數據分為3組因素數據集，得到對溫度分析的數據集、對光照強度分析的數據集、對環境風速分析的數據集；
12、所述對溫度分析的數據集中的因素包括物體類型、物體高度、物體寬度、環境風速、光照強度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量；
13、所述對光照強度分析的數據集中的因素包括物體類型、物體高度、物體寬度、環境風速、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量；
14、所述對環境風速分析的數據集中的因素包括物體類型、物體高度、物體寬度、光照強度、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量。
15、進一步的，步驟s3的具體實現方法包括如下步驟：
16、s3.1.?根據第 i個時間點 ti，對應的物體類型、物體高度、寬度、環境風速、光照強度、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量數據，建立模擬無人機飛行場地，在模擬無人機飛行場地中，設置無人機飛行時與物體之間的距離依次為， m指設置的無人機飛行時與物體之間的距離的總數量，指在第 i個時間點 ti、第 j個無人機飛行時與物體之間的距離；
17、s3.2.?在下，采用機載慣性測量單元測量無人機的高度波動幅度為，采用車載gnss導航系統檢測障礙物至做出反應時無人機飛行距離為，采用在周邊環境布置的聲級計測量無人機產生的噪聲為，其中，、、分別指在第 i個時間點 ti、第 j個無人機飛行時與物體之間的距離下，測量得到的高度波動幅度、檢測到障礙物至做出反應時無人機飛行距離、無人機產生的噪聲；
18、s3.3.?基于、、，計算無人機安全飛行綜合評價指標值，計算公式為：
19、；
20、其中，、、分別為、、對應的權重值；
21、在此基礎上，計算得到無人機飛行時與物體之間的距離對應的無人機安全飛行綜合評價指標值；
22、s3.4.?采用專家打分法，設置無人機安全飛行綜合評價指標閾值，依次比較與的大小關系，選取中全部大于的無人機安全飛行綜合評價指標值為條件，然后，選取符合條件的最小值對應的障礙物至做出反應時無人機飛行距離為無人機最小安全飛行距離，記為；
23、s3.5.?計算得到時間點為 t1,? 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S1中采集相同時間點的物體高度、寬度、環境風速、光照強度、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量的數據，設置所選時間點為t1,?t2…,?ti…,tn，其中，ti為第i個時間點，n為時間點的總個數。
3.根據權利要求2所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S2中將標準化處理后的數據分為3組因素數據集，得到對溫度分析的數據集、對光照強度分析的數據集、對環境風速分析的數據集；
4.根據權利要求3所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S3的具體實現方法包括如下步驟：
5.根據權利要求4所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S4的具體實現方法包括如下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S5中計算無人機飛行綜合最小安全預測距離的表達式為：
7.根據權利要求6所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟S6的具體
...【技術特征摘要】
1.一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟s1中采集相同時間點的物體高度、寬度、環境風速、光照強度、溫度、無人機長度、無人機寬度、無人機重量的數據，設置所選時間點為t1,?t2…,?ti…,tn，其中，ti為第i個時間點，n為時間點的總個數。
3.根據權利要求2所述的一種無人機飛行安全預警方法，其特征在于，步驟s2中將標準化處理后的數據分為3組因素數據集，得到對溫度分析的數據集、對光照強度分析的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張曉春，劉星，孟安鑫，李鋆元，郭佳穎，吳成龍，
申請(專利權)人：深圳市城市交通規劃設計研究中心股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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