一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法与流程

技术特征：
1.一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于，包括以下步骤：a.基于无人机的可飞行区域确定实际地理边界，然后根据地理边界设置电子围栏边界；b.根据电子围栏边界设置无人机的飞行任务航线、围栏飞行航线和回收点位置；c.无人机沿飞行任务航线自主飞行，飞行过程中对无人机的当前位置进行边界监控，判断无人机的位置点是否处于围栏飞行航线内部；当无人机处于围栏飞行航线内部时继续飞行，当无人机处于围栏飞行航线外部时通过归航动作重新返回飞行任务航线；d.无人机重新规划航线后避开禁飞区并飞行至回收点位置。2.根据权利要求1所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于：所述电子围栏航线为多个航点构成的多边形，电子围栏航线和电子围栏边界之间形成安全边界航道。3.根据权利要求2所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于，所述步骤c中的归航动作具体包括以下步骤：c1.当无人机越过电子围栏航线时，计算出无人机当前位置距离电子围栏航线的最近航段，然后经最近航段切入围栏飞行航线并沿围栏飞行航线飞行；c2.无人机沿围栏飞行航线飞行时计算出无人机当前位置与归航点之间的直线归航路径，然后判断无人机是否处于通视状态；当无人机位置处于通视状态时则直接归航，当无人机不处于通视状态时则继续沿围栏飞行航线飞行直至处于通视状态。4.根据权利要求1所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于：所述步骤c中通过射线法检测无人机的位置点是否处于电子围栏航线内部；所述射线法具体为过飞机位置向东做一条水平射线，然后判断水平射线和电子围栏航线的几条边有交点，若有交点的边的条数为奇数时说明无人机处于电子围栏航线内部。5.根据权利要求4所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于，所述交点的判断方法为：设电子围栏航线其中一条边为pn
‑1‑
pn，该边的两个端点分别为pn
‑
1[x,y]和pn[x,y]；并设无人机位置点为ot[x,y]；若满足：若pn[y]>pn
‑
1[y],则ot[y]∈[pn
‑
1[y]，pn[y]]；若pn
‑
1[y]>pn[y],则ot[y]∈[pn[y]，pn
‑
1[y]]；以及无人机位置在线段左边时，则判断该边和射线有交点。6.根据权利要求3所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于，所述步骤c1中无人机当前位置和电子围栏航线的最近航段的计算方法为：c11.获取电子围栏航线中各航点的坐标集合为u＝(p1[x,y]，p2[x,y]
…
pn[x,y])，然后计算出无人机与各航点之间的距离l，l＝(l1，l2
…
ln)；c12.根据无人机当前位置和电子围栏航线各航段端点建立三角形，设无人机当前位置和电子围栏航线之间的航段距离为xn，无人机到航段两个端点的距离分别为ln
‑
1和ln；c13.按以下方法计算出无人机的最近航段；当ln
‑
12 xn2≤ln2时，则三角形是以pn
‑
1为顶点的钝角三角形，最短距离为ln
‑
1；当ln2 xn2≤ln
‑
12时，则三角形是以pn为顶点的钝角三角形，最短距离为ln；当其他情况时，则根据海伦公式求解飞机到各航段的垂直距离，该垂直距离为最短距离；然后依次比较无人机到各航段之间最短距离，选取最小值作为最近航段。
7.根据权利要求3所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于，所述步骤c2中通视状态的判断方法为：若直线归航路径和除当前飞行航段外的围栏飞行航线其余航段间没有交点时，则判断无人机位置处于通视状态。8.根据权利要求3所述的一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法，其特征在于：所述步骤c2中无人机沿围栏飞行航线飞行时，实时检测无人机和围栏飞行航线中目标航点之间的距离，当距离持续异常时紧急着陆。

技术总结
本发明公开了一种基于固定翼无人机电子围栏的交通管制方法,包括以下步骤：基于无人机的可飞行区域设置电子围栏边界；再根据电子围栏边界设置无人机的飞行任务航线、围栏飞行航线和回收点位置；然后由无人机沿飞行任务航线自主飞行，飞行过程中对无人机的当前位置进行边界监控，判断无人机的位置点是否处于围栏飞行航线内部；当无人机处于围栏飞行航线内部时继续飞行，当无人机处于围栏飞行航线外部时通过归航动作重新返回飞行任务航线；使无人机重新规划航线后避开禁飞区并飞行至回收点位置。本发明能够实现无人机在进入电子围栏前的自动响应和归航，有效提高无人机的安全性并避免无人机在飞行过程中误入禁飞区。免无人机在飞行过程中误入禁飞区。免无人机在飞行过程中误入禁飞区。


技术研发人员：汪善武 刘泽峰 王富贵 郭庆 毕培信
受保护的技术使用者：航天时代飞鹏有限公司
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2021/9/13