基于电子围栏的无人机监测方法、系统及装置与流程

本公开涉及无线通信与感知领域，并且更具体地，涉及一种基于电子围栏的无人机监测方法、基于电子围栏的无人机监测系统、计算设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、无人机（unmanned aerial vehicle，uav）即无人驾驶飞机，是利用程序控制自主飞行或采用无线电波遥控的不载人飞行器。无人机可以搭载各种传感器、相机和负载，随着无人机技术的不断发展，与各行业深度结合，应用领域已非常广泛，可以完成遥感、测绘、航拍、探险、农牧渔业应用、物流配送、应急救援、中继通信等各种任务。

2、随着消费级无人机的迅速发展，无人机的合规飞行和监管就日益变得重要，一方面对于机场周边、重要敏感单位周边设立电子围栏区，强化主动监管，禁止黑飞或非授权无人机飞入；另一方面对于合规的无人机任务执行，须事前划定特定的区域边界，即禁飞区，使得无人机在执行任务时不得进入该围栏。因此，如何对无人机的飞行区域进行有效管理，成为无人机飞行监管中需要解决的问题。

技术实现思路

1、本公开的目的之一在于提供一种基于电子围栏的无人机监测方法，以解决现有无人机监管中难以准确获取飞行目标的飞行状态并针对不同身份的飞行目标实施差异化管控的问题。

2、在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的一些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。

3、根据本公开的第一方面，提供了一种基于电子围栏的无人机监测方法，包括：确定第一电子围栏区域和包含在所述第一电子围栏区域内的第二电子围栏区域；通过多种感知技术对进入所述第一电子围栏区域的飞行目标进行监测，获得多组感知数据；基于所述多组感知数据，确定所述飞行目标的融合轨迹；获得所述飞行目标的识别特征；基于所述识别特征，确定所述飞行目标的身份类别，所述身份类别包括第一类无人机、第二类无人机和非无人机，所述第一类无人机被允许在所述第一电子围栏区域内飞行但不被允许进入所述第二电子围栏区域，所述第二类无人机不被允许进入所述第一电子围栏区域和所述第二电子围栏区域；根据所述飞行目标的身份类别和融合轨迹，针对所述飞行目标执行处置操作。

4、在一些实施例中，基于所述多组感知数据，确定所述飞行目标的融合轨迹包括：对所述多组感知数据进行预处理，所述预处理包括统一空间坐标和对齐时间戳；将预处理后的多组感知数据进行加权融合，确定初步融合结果；以及基于噪声系数，对所述初步融合结果进行状态估计和平滑处理，以确定所述融合轨迹。

5、在一些实施例中，统一空间坐标包括将所述多组感知数据的坐标系转换成经纬度坐标系；以及对齐时间戳包括通过拉格朗日插值法将感知数据的时间戳与基准时间戳对齐。

6、在一些实施例中，所述加权融合所使用的权重根据各感知数据所对应的感知技术的置信度确定。

7、在一些实施例中，所述噪声系数根据地面交通状况确定；以及所述状态估计和平滑处理通过卡尔曼滤波算法实现。

8、在一些实施例中，所述多种感知技术包括第五代移动通信增强5g-a技术、雷达技术、频谱侦测技术、远程身份识别rid技术中的两者或多者。

9、在一些实施例中，所述方法还包括：根据各感知数据所对应的感知技术，分别进行对应的数据解析处理，其中，对于通过5g-a或雷达获得的感知数据，对该感知数据进行点云数据处理，其中，对于通过频谱侦测获得的感知数据，对该感知数据进行时差解算处理。

10、在一些实施例中，所述识别特征包括rid信息、视觉识别特征和微多普勒信息中的一者或多者。

11、在一些实施例中，所述视觉识别特征通过以下方式获得：基于所述融合轨迹调整摄像头的转向和焦距，以获取所述飞行目标的图像。

12、在一些实施例中，响应于接收到所述飞行目标的rid信息且该rid信息与已授权信息匹配，确定所述飞行目标为第一类无人机；响应于接收到所述飞行目标的rid信息但该rid信息不与已授权信息匹配，确定所述飞行目标为第二类无人机；以及响应于未接收到所述飞行目标的rid信息：若所述视觉识别特征和/或所述微多普勒信息指示所述飞行目标为无人机，则确定所述飞行目标为第二类无人机；若所述视觉识别特征和/或所述微多普勒信息指示所述飞行目标为非无人机，则确定所述飞行目标为非无人机。

13、在一些实施例中，根据所述飞行目标的身份类别和融合轨迹，针对所述飞行目标执行处置操作包括：响应于所述融合轨迹在所述第一电子围栏区域内以及所述第二电子围栏区域外，且所述飞行目标为第一类无人机或非无人机，对所述飞行目标持续跟踪；响应于所述融合轨迹在所述第一电子围栏区域外，且所述飞行目标为第二类无人机，对所述飞行目标持续跟踪；响应于所述融合轨迹在所述第二电子围栏区域内，且所述飞行目标为第一类无人机或第二类无人机，对所述飞行目标发出警告并迫使其降落；响应于所述融合轨迹在所述第一电子围栏区域内，且所述飞行目标为第二类无人机，对所述飞行目标发出警告并迫使其降落；以及响应于所述融合轨迹在所述第一电子围栏区域内以及所述第二电子围栏区域外，且所述飞行目标为第一类无人机，且所述飞行目标订阅导航服务，为所述飞行目标提供通信和导航。

14、根据本公开的第二方面，提供了一种基于电子围栏的无人机监测系统，包括：多种感知设备，被配置为获取飞行目标的感知数据；识别设备，被配置为获取飞行目标的识别特征；以及应用服务器平台，被配置为执行根据本公开的第一方面中任一项实施例所述的方法。

15、在一些实施例中，所述多种感知设备包括5g-a天线、雷达天线、到达时间差/到达角tdoa/aoa天线和rid传感器中的两者或多者。

16、在一些实施例中，所述识别设备包括rid传感器、摄像头、5g-a天线和雷达天线中的一者或多者。

17、根据本公开的第三方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；以及存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行根据本公开的第一方面中任一项实施例所述的方法。

18、根据本公开的第四方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在被计算机执行时使得计算机执行根据本公开的第一方面中任一项实施例所述的方法。

19、根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令在被处理器执行时实现根据本公开的第一方面中任一项实施例所述的方法。

20、根据本公开的实施例，通过多种感知技术对进入第一电子围栏区域的飞行目标进行监测，并基于多组感知数据确定飞行目标的融合轨迹，可以提高对飞行目标的监测能力；进一步地，基于飞行目标的识别特征确定飞行目标的身份类别，并结合飞行目标的身份类别和融合轨迹执行相应的处置操作，可以针对具有不同飞行权限的飞行目标实施差异化处置，从而提高无人机监管的准确性和有效性。