多机场协同巡检的无人机应急控制方法及系统与流程
本发明涉及无人机巡检，具体涉及一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法及系统。
背景技术：
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
2、无人机自主化巡检作业时，通过机载通信模块实现远距离实时视频数据和位置信息回传以及无人机的远程控制，考虑无人机执行航线过程中的飞行安全，当无人机网络信号弱或者差时，无人机执行预设的动作即返回起飞点；若网络信息持续性无信号，则无人机飞行过程中易定位跳变，致使无人机位置漂移，最终导致无人机炸机或者丢失。
3、在目前情况下，无人机大多数可以安全返回起飞点并安全降落机场，但也存在无人机返回过程中长距离飞行，导致位置漂移或者与其他无人机或者障碍物相撞导致无人机炸机的情况，由于无法获取无人机的实时位置信息，导致难以确定无人机最后位置，这都给无人机应急收回控制增加了难度，对于机场和无人机的维护增加了工作量。
4、无人机失联后，无论当前无人机的情况是否可以完成整个巡检任务，只能退出预设航线并按照预设动作返回起飞点降落机场，但是巡检作业任务并未全部完成，无法获取全部巡检任务需采集的数据。若需完成中断巡检任务，则需要重新下发巡检任务，无人机重新执行巡检作业任务，已采集的数据也需要重新采集，造成重复巡检作业，整体巡检作业效率较低，造成无人机资源浪费；而且，无人机位置发生漂移时，无法干预控制无人机安全降落，易造成无人机坠落，造成无人机损坏或者造成二次伤害；同时无人机位置信息无法获取，给无人机定位找寻增加难度。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法及系统，无人机或者机场无网络信号时，可以根据网络信号强度，自动选择自组网网络实现无人机与机场实时信息回传，保证了巡检数据及时有效回传；无人机断联后，可以根据无人机电量、飞行高度等实时情况和机场情况，实现无人机的控制以及最优应急降落机场的确定，实现无人机返回机场的应急回收，最大限度保证无人机的飞行安全。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
4、一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法，无人机以及无人机机场均配置对应的自组网模块，包括以下过程：
5、对任一个无人机，实时检测能够实现网络连接的自组网模块集合；
6、若当前网络连接的网络信号强度低于设定阈值，则遍历所有自组网模块集合，选择自组网模块集合中网络信号强度最大值对应的自组网模块进行应急自组网连接，其中，网络信号强度最大值大于或等于设定阈值。
7、作为本发明第一方面进一步的限定，所述应急控制方法还包括多目标优化的过程，包括：
8、以无人机耗电最少、飞行高度最低和飞行距离最小为多目标函数进行无人机应急控制的多目标优化，对所述多目标函数进行求解，对得到的解空间进行处理，得到无人机的巡检控制策略。
9、作为本发明第一方面更进一步的限定，对所述多目标函数进行求解，对得到的解空间进行处理，得到无人机的巡检控制策略，包括：
10、根据影响无人机返回机场的所有约束条件，构建解空间的评价条件矩阵；
11、根据解空间的评价条件矩阵，为解空间中的每一个解分配一个数值，将所有符合降落的机场数量记为 k，将所有机场的评分结果记为，评估函数记为，则， j表示第 j个约束条件；
12、；
13、其中，，表示无人机电池电量、飞行距离、飞行高度、机场距离、网络信号强度等等上述一系列约束条件对应的加权评估数值，其中各个约束条件的加权值由实际情况确定；
14、根据评分结果，遍历解空间中的所有解的评分值，并在搜索遍历结束后选择评分值最高的解作为最优解；
15、若最优解为无人机起飞机场，则无需干预无人机的飞行控制，无人机则按照预设轨迹和动作，返回并降落至起飞机场；
16、若最优解不是起飞机场，则根据最新确定的降落机场，自动远程下发指令收回无人机，并控制无人机降落至最新确定的降落机场，完成无人机的应急回收。
17、作为本发明第一方面更进一步的限定，影响无人机返回机场的所有约束条件，包括：网络信号强度、距离机场的距离、与其他无人机距离机高度、当前无人机电池电量、预选降落机场中是否有无人机以及机场型号是否相同。
18、第二方面，本发明提供了一种多机场协同巡检的无人机应急控制系统。
19、一种多机场协同巡检的无人机应急控制系统，无人机以及无人机机场均配置对应的自组网模块，包括：
20、实时信号检测单元，被配置为：对任一个无人机，实时检测能够实现网络连接的自组网模块集合；
21、应急自组网单元，被配置为：若当前网络连接的网络信号强度低于设定阈值，则遍历所有自组网模块集合，选择自组网模块集合中网络信号强度最大值对应的自组网模块进行自组网连接，其中，网络信号强度最大值大于或等于设定阈值。
22、作为本发明第二方面进一步的限定，所述应急控制方法还包括多目标优化的过程，包括：
23、以无人机耗电最少、飞行高度最低和飞行距离最小为多目标函数进行无人机应急控制的多目标优化，对所述多目标函数进行求解，对得到的解空间进行处理，得到无人机的巡检控制策略。
24、作为本发明第二方面进一步的限定，对所述多目标函数进行求解，对得到的解空间进行处理，得到无人机的巡检控制策略，包括：
25、根据影响无人机返回机场的所有约束条件，构建解空间的评价条件矩阵；
26、根据解空间的评价条件矩阵，为解空间中的每一个解分配一个数值，将所有符合降落的机场数量记为 k，将所有机场的评分结果记为，评估函数记为，则， j表示第 j个约束条件；
27、根据评分结果，遍历解空间中的所有解的评分值，并在搜索遍历结束后选择评分值最高的解作为最优解；
28、若最优解为无人机起飞机场，则无需干预无人机的飞行控制，无人机则按照预设轨迹和动作，返回并降落至起飞机场；
29、若最优解不是起飞机场，则根据最新确定的降落机场，自动远程下发指令收回无人机，并控制无人机降落至最新确定的降落机场，完成无人机的应急回收。
30、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：处理器和计算机可读存储介质；
31、处理器，适于执行计算机程序；
32、计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
33、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于被处理器加载并执行如本发明第一方面所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
34、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36、1、本发明创新性的提出了一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法，若当前网络连接的网络信号强度低于设定阈值，则遍历所有自组网模块集合，选择自组网模块集合中网络信号强度最大值对应的自组网模块进行应急自组网连接，自动选择自组网网络实现无人机与机场实时信息回传，保证了巡检数据及时有效回传。
37、2、本发明创新性的提出了一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法，无人机断联后，可以根据无人机电量、飞行高度等实时情况和机场情况，实现了无人机的控制以及最优应急降落机场的确定，实现了无人机返回机场的应急回收，最大限度保证了无人机的飞行安全。
38、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
技术特征：
1.一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法，其特征在于，无人机以及无人机机场均配置对应的自组网模块，包括以下过程：
2.如权利要求1所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法，其特征在于，
5.一种多机场协同巡检的无人机应急控制系统，其特征在于，无人机以及无人机机场均配置对应的自组网模块，包括：
6.如权利要求5所述的多机场协同巡检的无人机应急控制系统，其特征在于，
7.如权利要求6所述的多机场协同巡检的无人机应急控制系统，其特征在于，
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器和计算机可读存储介质；
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于被处理器加载并执行如权利要求1至4任一项所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4任一项所述的多机场协同巡检的无人机应急控制方法。
技术总结
本发明提供了一种多机场协同巡检的无人机应急控制方法及系统，属于无人机巡检技术领域。无人机或者机场无网络信号时，可以根据网络信号强度，自动选择自组网网络实现无人机与机场实时信息回传，保证了巡检数据及时有效回传；无人机断联后，可以根据无人机电量、飞行高度等实时情况和机场情况，实现无人机的控制以及最优应急降落机场的确定，实现无人机返回机场的应急回收，最大限度保证无人机的飞行安全。
技术研发人员：王泰花,李丹丹,孙宁,武志刚,蒋楠,蔡俊鹏,刘天立,李阳,沈浩,李岩,王兴照,刘越,孟海磊
受保护的技术使用者：国网智能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23