[发明专利]基于听声辨位的飞行设备防撞方法及设备、安全系统

权利要求书

1.一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过设置于飞行设备的声音采集设备，在所述飞行设备的飞行过程中进行声音信号的采集；

基于所采集的声音信号，计算入侵目标在当前时刻的三维坐标、速度矢量，并进行入侵目标飞行轨迹预测，得到第一预测轨迹；

基于当前时刻所述飞行设备的飞行状态进行所述飞行设备的飞行轨迹预测，得到第二预测轨迹；

基于所述入侵目标在当前时刻的三维坐标，通过飞行设备上设置的图像采集装置获取包含所述入侵目标的图像，并对所述入侵目标进行识别；

基于所述入侵目标的识别结果，构建碰撞区域；

对各预测时刻，顺次判断所述第一预测轨迹上所述飞行设备是否落入所述第二预测轨迹上对应的所述入侵目标的碰撞区域中，若落入则判定为碰撞，调整所述飞行设备飞行方案以避免碰撞。

2.根据权利要求1所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，所述入侵目标在当前时刻的三维坐标、速度矢量，其获取方法为：

基于所采集的声音信号，获取当前时刻所述入侵目标在所述飞行设备的坐标系下的三维坐标，并基于所述飞行设备坐标系与世界坐标系的变换关系变换为世界坐标系下的三维坐标，作为第一坐标；

基于当前时刻的第一坐标与之前时刻的第一坐标，获取当前时刻所述入侵目标的速度矢量，作为第一速度矢量。

3.根据权利要求2所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，“当前时刻所述入侵目标在所述飞行设备的坐标系下的三维坐标”,其获取方法为：

采用双耳声源定位方法，获取所述入侵目标的主频，基于各声音采集设备之间的时间延迟确定所述入侵目标在所述飞行设备的坐标系下的三维坐标。

4.根据权利要求3所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，“基于各声音采集设备之间的时间延迟确定所述入侵目标在所述飞行设备的坐标系下的三维坐标”其方法为：

基于各声音采集设备之间的时间延迟，基于TDOA定位原理结合神经网络方法确定所述入侵目标在所述飞行设备的坐标系下的三维坐标。

5.根据权利要求3所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，所述双耳声源定位方法为基于主频分离的双耳声源定位方法，或者是基于分频过零点探测的双耳声源定位方法。

6.根据权利要求1所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，所述第一预测轨迹、所述第二预测轨迹分别为所述入侵目标、所述飞行设备在未来各时刻在世界坐标系下的三维坐标点。

7.根据权利要求1所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，所述声音信号的采集，包括：

通过多个声音采集设备分别采集声音信号，并对所采集的声音信号进行干扰噪声的滤除，得到去噪后的声音信号。

8.根据权利要求7所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，“对所采集的声音信号进行干扰噪声的滤除”，其方法为采用滤波器滤除噪声频率部分的方法，或者是小波变换消除噪声的方法。

9.根据权利要求1所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，“调整所述飞行设备飞行方案以避免碰撞”，其方法为：

采用三维几何防撞算法，通过所述飞行设备和所述入侵目标在在预测发生碰撞的时刻的飞行状态，按照冲突探测与解脱控制飞行动力方法进行被动式防撞；所述飞行状态包括世界坐标系下的三维坐标、速度矢量。

10.根据权利要求1所述的一种基于听声辨位的飞行设备防撞方法，其特征在于，“调整所述飞行设备飞行方案以避免碰撞”，其方法为：

以当前时刻所述飞行设备的三维坐标到预测碰撞时刻所述入侵目标的碰撞区域的的切线构成碰撞锥，调整所述飞行设备的飞行方向与预测碰撞时刻所述入侵目标的碰撞区域相切。