基于ADS-B的无人机避撞控制方法与流程

本发明涉及无人机，具体为基于ads-b的无人机避撞控制方法。

背景技术：

1、随着航空技术快速发展，无人机由于体积小、无人驾驶、航程长等优点，在军事领域与民事领域的用途不断拓展，无人机与有人机共域飞行已经成为必然趋势。但无人机与无人机、无人机与有人机之间的飞行冲突和安全问题日益突出，因此，无人机的自动避撞系统成为无人机发展的关键所在。

2、dji payload sdk拓展了接入dji 无人机负载接口，开发者可以灵活地开发自己感兴趣的负载，再接入到dji 无人机上，接入无人机的负载可以通过无人机来控制联动，并可以通过dji无线链路将负载数据传送给地面端，dji payload sdk为满足用户对控制无人机飞行自动化的需求，提供了运动规划功能；开发者使用运动规划功能，可根据实际的使用需求设计相应的航点任务和热点任务，制定控制无人机自动化飞行的控制逻辑。

3、自动相关监视技术（ads-b）可以自动地从相关机载设备获取参数向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、航向等信息。

4、但是现有技术在实际使用时，遇到障碍物或其他无人机时不具备自动避撞功能，难以满足实际应用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于ads-b的无人机避撞控制方法，以解决遇到障碍物或其他无人机时不具备自动避撞功能，难以满足实际应用需求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于ads-b的无人机避撞控制方法，包括以下步骤：

3、s1、数据接收与解码：接收目标机ads-b位置报文数据并进行解码，解算出目标机的位置信息及其飞行意图；

4、s2、相对位置判断：构建避撞控制系统，并计算目标机与本机之间的相对位置，判断目标机是否处于本机的避撞范围内；

5、s3、运动模型搭建与航迹分析：调取psdk平台中本机航迹信息，并对于在避撞范围内的目标机，进行运动模型搭建，并进行目标机航迹分析；

6、s4、避让方式选择与航迹变化：依据步骤s3中目标机航迹分析的结果，得到最优本机航迹，使得在需要避让时，选择默认的避让方式，并调整本机的航迹以避开目标机，其中得到最优本机航迹的具体步骤如下：

7、通过psdk平台运动规划功能接收本机实时航线状态信息；

8、对目标机与本机航迹进行动态分析，检测是否有航点处于同一位置；

9、若不存在同一航点，则不需要进行避撞控制；

10、若存在同一航点，则需依据目标机相对本机的位置及其飞行意图选择默认避让方式，同时单片机控制psdk平台进行暂停航点任务；

11、s5、恢复原有航点任务：完成避让后，控制无人机将恢复原有的航点任务，继续执行其飞行计划。

12、优选的，所述步骤s2-s5的数据处理过程以及无人机控制过程均在psdk平台上完成，所述步骤s2中避撞控制系统包括用于计算目标机位置信息和飞行意图的ads-b信息解码模块、用于监控目标机位置信息的ads-b监视跟踪模块、单片机和用于处理数据的避撞信息处理模块。

13、优选的，所述步骤s1中接收目标机ads-b位置报文数据并进行解码包括：

14、对ads-b位置报文进行crc校验，形成原始译码报文；

15、根据原始译码报文解析目标机位置信息；

16、计算目标机位置与本机的距离，并判断该距离是否在避撞范围内，若在范围内，则将其位置信息发送到避撞控制系统，其避撞范围为10m。

17、优选的，所述步骤s3中调取psdk平台中本机航迹信息包括：

18、接收到目标机位置信息后，通过单片机调取psdk平台并对原始输入数据进行稳定性跟踪；

19、将目标机的位置信息转换为相对于本机的角度、目标机相对于本机的距离、高度和时间戳；

20、通过其位置信息及其飞行意图进行目标机运动轨迹预测，生成目标机航迹。

21、优选的，所述步骤s4中默认的避让方式如下：

22、目标机相对于本机位置，在本机上方，则选择下降来进行避让；

23、目标机相对于本机位置，在本机下方，则选择爬升来进行避让；

24、目标机相对于本机位置，与本机水平，则选择下降来进行避让。

25、优选的，所述步骤s5中恢复原有的航点任务包括：

26、避让完成后，获取psdk平台原有航点任务，根据本机位置信息以及原有航点任务进行重新规划飞行轨迹；

27、依据本机位置捕获原有航点任务中位置最近航点信息，在本机位置与最近航点之间生成新航点，使无人机快速返回原有航点任务，并继续执行后续航点任务。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过ads-b与psdk平台的配合，实现了对无人机避撞控制的精确和高效，提高了无人机的飞行安全性，通过本机位置和ads-b位置报文数据，确定本机和目标机相对位置进行策略分析，根据目标机的位置和飞行意图，并调取psdk平台进行本机航迹变化来实现避撞并恢复原有航迹，实时进行航迹分析和避让策略选择，有效避免了无人机与其他飞行器的冲突，提高了飞行的安全性和稳定性，同时，本发明还可以根据避让后的实际情况，恢复原有的航点任务，保证了无人机飞行的连续性和效率。

技术特征：

1.基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：所述步骤s2-s5的数据处理过程以及无人机控制过程均在psdk平台上完成，所述步骤s2中避撞控制系统包括用于计算目标机位置信息和飞行意图的ads-b信息解码模块、用于监控目标机位置信息的ads-b监视跟踪模块、单片机和用于处理数据的避撞信息处理模块。

3.根据权利要求1所述的基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：所述步骤s1中接收目标机ads-b位置报文数据并进行解码包括：

4.根据权利要求1所述的基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：所述步骤s3中调取psdk平台中本机航迹信息包括：

5.根据权利要求1所述的基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：所述步骤s4中默认的避让方式如下：

6.根据权利要求1所述的基于ads-b的无人机避撞控制方法，其特征在于：所述步骤s5中恢复原有的航点任务包括：

技术总结本发明涉及无人机技术领域，具体为基于ADS‑B的无人机避撞控制方法，基于ADS‑B的无人机避撞控制方法，包括以下步骤：S1、数据接收与解码：接收目标机ADS‑B位置报文数据并进行解码，解算出目标机的位置信息及其飞行意图；S2、相对位置判断：构建避撞控制系统，并计算目标机与本机之间的相对位置，判断目标机是否处于本机的避撞范围内。本发明通过ADS‑B与PSDK平台的配合，实现了对无人机避撞控制的精确和高效，提高了无人机的飞行安全性，根据目标机的位置和飞行意图，实时进行航迹分析和避让策略选择，有效避免了无人机与其他飞行器的冲突，提高了飞行的安全性和稳定性，从而可以满足实际应用需求。技术研发人员：王永升,张东满,郭超,王旋,宋国庆受保护的技术使用者：天津凌智皓越航空科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9