所屬的技術(shù)人員能夠理解,本公開的各個方面可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此,本公開的各個方面可以具體實現(xiàn)為以下形式,即:完全的硬件實施方式、完全的軟件實施方式(包括固件、微代碼等),或硬件和軟件方面結(jié)合的實施方式,這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺”。具體的,圖6根據(jù)本公開實施例,示出了一種電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。下面參照圖6來描述根據(jù)本公開的這種實施方式的電子設(shè)備600。圖6顯示的電子設(shè)備600僅僅是一個示例,不應(yīng)對本公開實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。如圖6所示,電子設(shè)備600以通用計算設(shè)備的形式表現(xiàn)。電子設(shè)備600的組件可以包括但不限于:至少一個處理單元610、至少一個存儲單元620、連接不同平臺組件(包括存儲單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中,存儲單元存儲有程序代碼,程序代碼可以被處理單元610執(zhí)行,使得處理單元610執(zhí)行根據(jù)本公開各種示例性實施方式的步驟。例如,處理單元610可以執(zhí)行如圖1中所示的文案生成方法的相關(guān)步驟。存儲單元620可以包括易失性存儲單元形式的可讀介質(zhì),例如隨機存取存儲器(ram)6201和/或高速緩存存儲單元6202,還可以進一步包括只讀存儲單元(rom)6203。存儲單元620還可以包括具有一組(至少一個)程序模塊6205的程序/實用工具6204,這樣的程序模塊6205包括但不限于:操作系統(tǒng)、一個或者多個應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù),這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實現(xiàn)??偩€630可以為表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種,包括存儲單元總線或者存儲單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任一總線結(jié)構(gòu)的局域總線。電子設(shè)備600也可以與一個或多個外部設(shè)備700(例如鍵盤、指向設(shè)備、藍牙設(shè)備等)通信,還可與一個或者多個使得用戶能與該電子設(shè)備600交互的設(shè)備通信,和/或與使得該電子設(shè)備600能與一個或多個其它計算設(shè)備進行通信的任何設(shè)備(例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(i/o)接口650進行。并且,電子設(shè)備600還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器660與一個或者多個網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(lan),廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡(luò),例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡(luò)適配器660可以通過總線630與電子設(shè)備600的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白,盡管圖中未示出,可以結(jié)合電子設(shè)備600使用其它硬件和/或軟件模塊,包括但不限于:微代碼、設(shè)備驅(qū)動器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動器以及數(shù)據(jù)備份存儲平臺等。綜上所述,本公開提供的技術(shù)方案,能夠根據(jù)各個基站采集到的無線電信號中無人機頻段中的能量表現(xiàn)評估各個基站接受無線電信號的信號有效權(quán)重,并結(jié)合各個基站的信號接收時間差以及定位精準(zhǔn)程度獲取對應(yīng)的定位精度權(quán)重。通過信號有效權(quán)重以及定位精度權(quán)重對于各個基站群的對應(yīng)權(quán)重進行計算,從而獲得無人機的精準(zhǔn)定位坐標(biāo),能夠減小通過監(jiān)測基站群獲取的無人機實時坐標(biāo)與無人機真實位置之間的偏差,盡可能消除了不同基站的無線電信號電磁干擾影響以及不同基站的設(shè)備處理精度,提升了無人機實時坐標(biāo)獲取的準(zhǔn)確性,具有可推廣價值。需要說明的是:上述本發(fā)明實施例先后順序僅僅為了描述,不代表實施例的優(yōu)劣。在附圖中描繪的過程不一定要求示出的特定順序或者連續(xù)順序才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些實施方式中,多任務(wù)處理和并行處理也是可以的或者可能是有利的。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述,各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。
背景技術(shù):
1、現(xiàn)有方法常通過面向多基站群的tdoa算法對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的無人機進行識別定位,在該方法的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)分布有多個基站群,對于任意一個基站群,當(dāng)存在無人機飛過時,其內(nèi)部各基站接收到來自無人機的無線電信號,并根據(jù)無線電信號到達基站的時間差特征繪制基站間的定位雙曲線,基站群中多個定位雙曲線的交點即為無人機疑似坐標(biāo),進而綜合各基站群計算的無人機坐標(biāo)疑似點進行加權(quán)求均定位出最終無人機坐標(biāo),實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)無人機的定位追蹤。
2、在傳統(tǒng)面向多基站群的tdoa算法的實際應(yīng)用場景中,各基站群計算出無人機坐標(biāo)疑似坐標(biāo)的加權(quán)權(quán)重往往被配置為相同的,然而由于無人機無線電信號監(jiān)測頻段與wifi、藍牙等電子設(shè)備存在于同一頻段,導(dǎo)致不同基站接收無線電信號的電磁干擾程度往往是不同的,同時各基站對無線電信號的設(shè)備處理精度也存在差異,這就導(dǎo)致各基站群計算出無人機疑似坐標(biāo)的坐標(biāo)置信度是不相同的,從而導(dǎo)致傳統(tǒng)面向多基站群的tdoa算法中對各基站群的無人機疑似坐標(biāo)采用相同加權(quán)權(quán)重的無人機定位存在精度不足的問題,監(jiān)測得到的位置與無人機實際位置存在偏差,不利于后續(xù)對無人機“違規(guī)飛行”行為進行相應(yīng)的反制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題,本公開的目的在于提供一種應(yīng)用于無人機的定位方法、電子設(shè)備及系統(tǒng),所采用的技術(shù)方案具體如下:
2、本公開的第一方面提供了一種應(yīng)用于無人機的定位方法,該種方法具體可以包括如下步驟:
3、在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)存在無人機運行的情況下,基于預(yù)設(shè)基站的信號接收器對無人機的無線電信號進行實時采集;
4、根據(jù)無線電信號,獲取監(jiān)測到無人機運行的預(yù)設(shè)基站以作為目標(biāo)基站,并根據(jù)目標(biāo)基站構(gòu)建多個監(jiān)測基站群;
5、于每個監(jiān)測基站群中,根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號,生成每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo);
6、評估每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無線電信號接收有效性,以獲得監(jiān)測基站群對應(yīng)的信號有效權(quán)重;
7、根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號的時間差以及每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo),以獲取監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位精度權(quán)重;
8、根據(jù)定位精度權(quán)重以及信號有效權(quán)重,獲取每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo)的加權(quán)權(quán)重;
9、根據(jù)無人機疑似坐標(biāo)以及對應(yīng)的加權(quán)權(quán)重,獲取無人機對應(yīng)的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)。
10、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,在評估每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無線電信號接收有效性,以獲得監(jiān)測基站群對應(yīng)的信號有效權(quán)重的過程中,包括如下步驟:
11、根據(jù)每個目標(biāo)基站采集到的無線電信號,獲取每個目標(biāo)基站接收到的無線電頻域信號數(shù)據(jù);
12、根據(jù)無線電頻域信號數(shù)據(jù),獲取每個目標(biāo)基站的無人機頻段能量飽和參數(shù)以及電磁信號干擾參數(shù),其中無人機頻段能量飽和參數(shù)的值與目標(biāo)基站的無線電信號接收權(quán)重的值正相關(guān),電磁信號干擾參數(shù)的值與無線電信號接收權(quán)重的值反相關(guān);
13、根據(jù)無人機頻段能量飽和參數(shù)以及電磁信號干擾參數(shù)獲取每個目標(biāo)基站的無線電信號接收權(quán)重,監(jiān)測基站群對應(yīng)的信號有效權(quán)重為監(jiān)測基站群中全部目標(biāo)基站的無線電信號接收權(quán)重的平均值。
14、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,無人機頻段能量飽和參數(shù)為目標(biāo)基站采集到的無人機頻段信號強度均值與目標(biāo)基站采集到的全頻段信號強度均值的比值,無人機頻段信號強度均值以及全頻段信號強度均值基于無線電頻域信號數(shù)據(jù)獲得;
15、電磁信號干擾參數(shù)為目標(biāo)基站采集到的無人機頻段信號標(biāo)準(zhǔn)差與全部目標(biāo)基站采集到的全頻段信號標(biāo)準(zhǔn)差的最大值的比值,無人機頻段信號標(biāo)準(zhǔn)差與全頻段信號標(biāo)準(zhǔn)差基于無線電頻域信號數(shù)據(jù)獲得。
16、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,在根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號,生成每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo)的過程中,包括如下步驟:
17、根據(jù)無線電信號到達監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站的時間差,繪制定位雙曲線;
18、獲取全部定位雙曲線形成的交疊區(qū)域,并將交疊區(qū)域的幾何中心選取為監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo)。
19、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,在根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號的時間差以及每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo),以獲取監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位精度權(quán)重的過程中,包括如下步驟:
20、根據(jù)無線電信號到達監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站的時間差,獲取時間差參數(shù),時間差參數(shù)關(guān)聯(lián)于基站組合;
21、基于最小二乘法擬合以形成關(guān)聯(lián)于基站組合以及時間差參數(shù)的第一數(shù)據(jù)擬合曲線;
22、根據(jù)每個目標(biāo)基站采集到的無人機頻段信號強度均值,獲取相對衰減度參數(shù),相對衰減度參數(shù)關(guān)聯(lián)于基站組合,且在數(shù)值上等于基站組合中兩個目標(biāo)基站對應(yīng)的無人機頻段信號強度均值的差的絕對值;
23、基于最小二乘法擬合以形成關(guān)聯(lián)于基站組合以及相對衰減度參數(shù)的第二數(shù)據(jù)擬合曲線;
24、獲取第一數(shù)據(jù)擬合曲線與第二數(shù)據(jù)擬合曲線的皮爾遜相關(guān)系數(shù),皮爾遜相關(guān)系數(shù)關(guān)聯(lián)于監(jiān)測基站群;
25、對全部監(jiān)測基站群對應(yīng)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)進行歸一化處理,并將歸一化處理后的皮爾遜相關(guān)系數(shù)作為監(jiān)測基站群對應(yīng)的時間差有效參數(shù),時間差有效參數(shù)的值與定位精度權(quán)重的值正相關(guān)。
26、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,在根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號的時間差以及每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo),以獲取監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位精度權(quán)重的過程中,還包括如下步驟:
27、獲取每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位雙曲線形成的交疊區(qū)域,并將面積最大的交疊區(qū)域作為基準(zhǔn)交疊區(qū)域;
28、獲取每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位誤差參數(shù),定位誤差參數(shù)為監(jiān)測基站群對應(yīng)的交疊區(qū)域的面積與基準(zhǔn)交疊區(qū)域的面積的比值,且定位誤差參數(shù)的值與定位精度權(quán)重的值反相關(guān)。
29、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo)的加權(quán)權(quán)重為每個監(jiān)測基站群的定位精度權(quán)重以及信號有效權(quán)重的乘積。
30、在上述第一方面的一種可能的實現(xiàn)中,還包括如下步驟:
31、在獲取無人機對應(yīng)的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)的情況下,對無人機的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)進行持續(xù)更新;
32、在無人機的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)均位于監(jiān)測區(qū)域且持續(xù)時間大于預(yù)設(shè)閾值的情況下,根據(jù)精準(zhǔn)位置坐標(biāo)向無人機發(fā)送預(yù)警信息;以及
33、在無人機未根據(jù)預(yù)警信息執(zhí)行降落操作的情況下,根據(jù)精準(zhǔn)位置坐標(biāo)向無人機發(fā)送干擾反制信息。
34、本公開的第二方面提供了一種應(yīng)用于無人機的定位系統(tǒng),該種定位系統(tǒng)應(yīng)用于前述第一方面提供的應(yīng)用于無人機的定位方法中,具體可以包括:
35、無人機感知單元,用于在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)存在無人機運行的情況下,基于預(yù)設(shè)基站的信號接收器對無人機的無線電信號進行實時采集;
36、基站群構(gòu)建單元,用于根據(jù)無線電信號,獲取監(jiān)測到無人機運行的預(yù)設(shè)基站以作為目標(biāo)基站,并根據(jù)目標(biāo)基站構(gòu)建多個監(jiān)測基站群;
37、初步定位單元,用于在每個監(jiān)測基站群中,根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號,生成每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo);
38、信號有效權(quán)重獲取單元,用于評估每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無線電信號接收有效性,以獲得監(jiān)測基站群對應(yīng)的信號有效權(quán)重;
39、定位精度權(quán)重獲取單元,用于根據(jù)監(jiān)測基站群中每個目標(biāo)基站獲得的無線電信號的時間差以及每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo),獲取監(jiān)測基站群對應(yīng)的定位精度權(quán)重;
40、基站群加權(quán)單元,用于根據(jù)定位精度權(quán)重以及信號有效權(quán)重,獲取每個監(jiān)測基站群對應(yīng)的無人機疑似坐標(biāo)的加權(quán)權(quán)重;
41、精準(zhǔn)定位單元,于根據(jù)無人機疑似坐標(biāo)以及對應(yīng)的加權(quán)權(quán)重,獲取無人機對應(yīng)的精準(zhǔn)位置坐標(biāo)。
42、本公開的第三方面提供了一種電子設(shè)備,包括:
43、處理器;
44、存儲器,其中存儲有處理器的可執(zhí)行指令;
45、其中,處理器配置為經(jīng)由執(zhí)行可執(zhí)行指令來執(zhí)行前述第一方面提供的應(yīng)用于無人機的定位方法的步驟。
46、與背景技術(shù)相比,本公開具有如下的有益效果:
47、本公開提供的技術(shù)方案,能夠根據(jù)各個基站采集到的無線電信號中無人機頻段中的能量表現(xiàn)評估各個基站接受無線電信號的信號有效權(quán)重,并結(jié)合各個基站的信號接收時間差以及定位精準(zhǔn)程度獲取對應(yīng)的定位精度權(quán)重。通過信號有效權(quán)重以及定位精度權(quán)重對于各個基站群的對應(yīng)權(quán)重進行計算,從而獲得無人機的精準(zhǔn)定位坐標(biāo),能夠減小通過監(jiān)測基站群獲取的無人機實時坐標(biāo)與無人機真實位置之間的偏差,盡可能消除了不同基站的無線電信號電磁干擾影響以及不同基站的設(shè)備處理精度,提升了無人機實時坐標(biāo)獲取的準(zhǔn)確性,具有可推廣價值。