[发明专利]防止无人机进入禁飞区的方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种防止无人机进入禁飞区的方法，包括，获取无人机的飞行方向和位置，构建垂直天向的无人机坐标系，其中X正方向指向无人机飞行方向；获取禁飞区的区域信息，基于无人机的Y轴坐标计算无人机飞行方向与禁飞区的交点个数，判断无人机与禁飞区的相对位置；计算无人机与禁飞区最近交点的距离，基于与距离相关的动态决策关系控制无人机的飞行状态。本发明基于无人机的飞行状态构建坐标系，将禁飞区的坐标转换到无人机坐标系内，由此能够仅依靠Y轴坐标判断无人机与禁飞区的交点个数，简化数据处理过程，然后通过无人机与禁飞区的相对位置关系，查找无人机进入禁飞区的最近距离，执行动态决策控制无人机飞行状态。

技术领域

本发明涉及无人机飞行管控技术领域，尤其涉及防止无人机进入禁飞区的方法、系统、设备及存储介质。

技术背景

目前市面上的大部分无人机仅支持凸多边形和圆形的禁飞区，通过距离禁飞区边界的距离进行单一的速度限制来控制无人机飞行。无法适配一些特殊的多边形禁飞区(如凹多边形)，且单一的速度限制无法百分百保证飞机不会闯入禁飞区。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种确保无人机不会闯入任意形状禁飞区的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防止无人机进入禁飞区的方法，包括，

步骤A：获取无人机的飞行方向和位置，构建垂直天向的无人机坐标系，其中X正方向指向无人机飞行方向；

步骤B：获取禁飞区的区域信息，基于无人机的Y轴坐标计算无人机飞行方向与禁飞区的交点个数，判断无人机与禁飞区的相对位置；

步骤C：计算无人机与禁飞区最近交点的距离，基于与距离相关的动态决策关系控制无人机的飞行状态。

优选的，所述禁飞区的区域信息包括禁飞区的标记点以及标记点的顺序关系，以及标记点在地面坐标系下的坐标，所述禁飞区为由标记点顺序连接形成的闭合区域。

优选的，所述计算无人机飞行方向与禁飞区的交点个数的方法为：以无人机的飞行方向引出飞行射线，依次判断相邻标记点构成的线段与飞行射线是否存在交点，遍历所有标记点，记录交点总数。

优选的，所述计算无人机飞行方向与禁飞区的交点个数的方法为：

步骤i：将标记点由地面坐标系变换到无人机坐标系，得到标记点集合{V_i(x_i，y_i)|i∈[1，n]}，其中n为标记点总数；获取无人机坐标(P_x，P_y)，令i＝2，m＝0；

步骤ii：如果y_i-1＝y_i，则转至步骤iv；如果l_i-1，i(P_y)≥P_x，转至步骤iii，否则，转至步骤iv；其中，l_i-1，i为点V_i-1和V_i所在的直线的表达式，l_i-1，i(P_y)为y轴坐标是P_y时，直线l_i-1，i的x轴坐标；

步骤iii：如果或则m＝m+1，返回步骤iv，否则，返回步骤iv；

步骤iv：如果in，则i＝i+1，返回步骤ii；否则，输出交点个数m。

优选的，当m为偶数时，无人机在禁飞区外且即将进入禁飞区；当m为奇数时，无人机处于禁飞区内，当m＝0时，无人机不会进入禁飞区。

优选的，所述计算无人机与禁飞区最近交点的距离方法为：

在步骤iii中或的条件成立时，计算无人机与标记点的距离s_i：