【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机飞行安全，具体涉及一种无人机飞行安全预警方法。
技术介绍
1、无人机在飞行过程中必须考虑不同结构的影响，因为这些结构会对无人机的飞行稳定性、安全性和效率产生直接影响。高层建筑、桥梁、树木等不仅在高度上有所不同，它们还可能改变周围的气流模式，形成复杂的风流态势，这对无人机的操控精度和飞行路径规划提出了更高的要求。例如，高楼大厦能够产生强烈的风压效应，使得无人机在其附近飞行时可能会遭遇突如其来的气流变化，影响飞行稳定性。此外，复杂的交通基础设施如高速公路交汇处，不仅结构复杂，且周边环境动态多变，这要求无人机具备高度的适应性和即时响应能力，以应对可能的碰撞风险。
2、如果无人机的飞行过程中忽视了这些结构的影响，可能会导致多种飞行安全问题。首先，无人机可能无法有效避开高度不同的障碍物，如未能及时调整飞行高度避开高楼或树梁，可能会发生碰撞事故，造成无人机损坏甚至对地面的人员和财产造成伤害。其次，忽略结构引起的气流变化可能导致无人机控制困难，特别是在强风条件下，稳定性和操控性大幅下降，飞行任务失败的风险增加。例如，在高楼构成的风隧道中飞行，无人机可能会遭遇风速突变，导致控制失效，影响数据采集的准确性或导致更严重的安全事故。
3、申请号为201711349951.x、专利技术名称为“无人机实时安全预警装置”的专利技术专利，提出了一种无人机实时安全预警装置，包括机载预警设备，集成了飞行控制器、状态监控模块（包括无人机参数采集模块）和预警模块。此系统能采集无人机的飞行及环境参数，并通过预警模块分析这些参
4、申请号为202111300583.6、专利技术名称为“一种配送无人机、配送无人机预警方法及装置”的专利技术专利，公开了一种配送无人机及其预警方法和装置，该系统通过不同的电源和传感器子模块操作。预警模块和控制模块评估采集到的数据以判断无人机的异常状态。发现异常时，预警模块会向周围发送警报并向服务器报告，以提示周围人群避让并快速处理异常，有效降低事故风险。
5、然而，已有研究聚焦于无人机的实时状态监控和异常预警系统，但均未明确提到考虑无人机飞行中的安全距离问题。特别是在不同设施类型和环境条件下，安全距离的需求可能有所不同。缺少对飞行安全距离的具体考量可能会影响到无人机在复杂环境中的安全飞行和防碰撞能力，从而限制其应用的广泛性和安全性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是提高无人机飞行的安全性能，提出一种无人机飞行安全预警方法。
2、为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种无人机飞行安全预警方法，包括如下步骤：
4、s1. 采集无人机运行过程中的周边物体信息数据、环境因素数据、无人机信息数据，所述周边物体信息数据包括物体类型、物体高度、宽度，所述环境因素数据包括环境风速、光照强度、温度，所述无人机信息数据包括无人机长度、无人机宽度、无人机重量；
5、s2. 对步骤s1采集的数据进行标准化处理，将标准化处理后的数据分为3组因素数据集，得到对温度分析的数据集、对光照强度分析的数据集、对环境风速分析的数据集，待用；
6、s3. 构建无人机飞行最小安全距离计算方法，计算不同时间点下的无人机最小安全飞行距离；
7、s4. 基于不同的单一环境因素构建无人机飞行最小安全距离预测模型，计算不同的单一环境因素下的无人机飞行最小安全距离；
8、s5. 基于步骤s4得到的不同的单一环境因素下的无人机飞行最小安全距离，计算无人机飞行综合最小安全预测距离；
9、s6. 构建基于无人机飞行综合最小安全预测距离的碰撞预警方法。
10、进一步的，步骤s1中采集相同时间点的物体高度、宽度、环境风速、光照强度、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量的数据，设置所选时间点为 t1, t2…, ti…, tn，其中， ti为第 i个时间点， n为时间点的总个数。
11、进一步的，步骤s2中将标准化处理后的数据分为3组因素数据集，得到对温度分析的数据集、对光照强度分析的数据集、对环境风速分析的数据集；
12、所述对温度分析的数据集中的因素包括物体类型、物体高度、物体宽度、环境风速、光照强度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量；
13、所述对光照强度分析的数据集中的因素包括物体类型、物体高度、物体宽度、环境风速、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量；
14、所述对环境风速分析的数据集中的因素包括物体类型、物体高度、物体宽度、光照强度、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量。
15、进一步的，步骤s3的具体实现方法包括如下步骤：
16、s3.1. 根据第 i个时间点 ti，对应的物体类型、物体高度、宽度、环境风速、光照强度、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量数据，建立模拟无人机飞行场地，在模拟无人机飞行场地中，设置无人机飞行时与物体之间的距离依次为， m指设置的无人机飞行时与物体之间的距离的总数量，指在第 i个时间点 ti、第 j个无人机飞行时与物体之间的距离；
17、s3.2. 在下，采用机载惯性测量单元测量无人机的高度波动幅度为，采用车载gnss导航系统检测障碍物至做出反应时无人机飞行距离为，采用在周边环境布置的声级计测量无人机产生的噪声为，其中，、、分别指在第 i个时间点 ti、第 j个无人机飞行时与物体之间的距离下，测量得到的高度波动幅度、检测到障碍物至做出反应时无人机飞行距离、无人机产生的噪声；
18、s3.3. 基于、、，计算无人机安全飞行综合评价指标值，计算公式为：
19、；
20、其中，、、分别为、、对应的权重值；
21、在此基础上，计算得到无人机飞行时与物体之间的距离对应的无人机安全飞行综合评价指标值；
22、s3.4. 采用专家打分法，设置无人机安全飞行综合评价指标阈值，依次比较与的大小关系，选取中全部大于的无人机安全飞行综合评价指标值为条件，然后，选取符合条件的最小值对应的障碍物至做出反应时无人机飞行距离为无人机最小安全飞行距离，记为；
23、s3.5. 计算得到时间点为 t1, 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S1中采集相同时间点的物体高度、宽度、环境风速、光照强度、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量的数据，设置所选时间点为t1, t2…, ti…,tn，其中，ti为第i个时间点，n为时间点的总个数。
3.根据权利要求2所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S2中将标准化处理后的数据分为3组因素数据集，得到对温度分析的数据集、对光照强度分析的数据集、对环境风速分析的数据集；
4.根据权利要求3所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S3的具体实现方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S4的具体实现方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S5中计算无人机飞行综合最小安全预测距离的表达式为：
7.根据权利要求6所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤S6的具体
...【技术特征摘要】
1.一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤s1中采集相同时间点的物体高度、宽度、环境风速、光照强度、温度、无人机长度、无人机宽度、无人机重量的数据，设置所选时间点为t1, t2…, ti…,tn，其中，ti为第i个时间点，n为时间点的总个数。
3.根据权利要求2所述的一种无人机飞行安全预警方法，其特征在于，步骤s2中将标准化处理后的数据分为3组因素数据集，得到对温度分析的数据集、对光照强度分析的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓春，刘星，孟安鑫，李鋆元，郭佳颖，吴成龙，
申请(专利权)人：深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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