一种编队无人机的风力报警方法及系统与流程

1.本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种编队无人机的风力报警方法及系统。


背景技术：

2.随着无人机技术的不断发展，无人机的应用已经不仅仅局限于航拍领域，而在植保、电力巡检等等行业里已经大规模应用。其中，四旋翼无人机因其具备灵活的机动性以及精准的空间位置控制能力得到了广泛的应用。而随着单体无人机性能的提升，基于四旋翼无人机的编队飞行也取得蓬勃的发展。在诸如航拍、植保、电力巡检等领域，采用无人机编队飞行可以利用编队的群体优势加大无人机的工作范围。并且还发展出了复杂的编队无人机空中表演、无人机二维码扫描等新应用。
3.然而，编队飞行的无人机群在空中极容易受到风的干扰。尽管编队飞行实行了群体中各架次的间距规则，但是风速变换较大或者存在扰流就有可能冲散编队，进而导致各架次无人机发生碰撞，严重的还会诱发大范围炸机。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种编队无人机的风力报警方法及系统，提高飞行过程中编队无人机的安全性。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种编队无人机的风力报警方法，包括步骤：
7.获取编队中每一无人机上报的当前风力等级；
8.根据所述当前风力等级对所述无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列；
9.统计每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量；
10.根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值；
11.根据所述当前风力值发出警示信息和/或编队无人机执行预设飞行指令。
12.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：
13.一种编队无人机的风力报警系统，其特征在于，包括：
14.多架无人机和控制终端；
15.所述控制终端包括处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
16.获取编队中每一无人机上报的当前风力等级；
17.根据所述当前风力等级对所述无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列；
18.统计每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量；
19.根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值；
20.根据所述当前风力值发出警示信息和/或编队无人机执行预设飞行指令。
21.本发明的有益效果在于：通过编队无人机中的每一无人机对机体周围的风力进行检测，并将检测到的当前风力等级上报，而当获取到每一无人机上报的风力等级后再根据当前风力等级对每一无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列，然后再统计每一当前风力等级中无人机的数量，最后根据风力等级序列以及每一当前风力等级中无人机的数量得到当前风力值，编队中每一无人机都参与风力等级的确定，提高了编队无人机群在飞行过程中对风力等判断的准确度，从而能够通过得到的当前风力值，给编队无人机不同的风力警报提醒，达到一个编队风力报警的功能，保障了编队无人飞行过程的安全性。
附图说明
22.图1为本发明实施例的一种编队无人机的风力报警方法的步骤流程图；
23.图2为本发明实施例的一种控制终端的结构示意图；
24.图3为本发明实施例的一种编队无人机的风力报警方法的另一步骤流程图。
具体实施方式
25.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
26.请参照图1，一种编队无人机的风力报警方法，包括步骤：
27.获取编队中每一无人机上报的当前风力等级；
28.根据所述当前风力等级对所述无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列；
29.统计每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量；
30.根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值；
31.根据所述当前风力值发出警示信息和/或编队无人机执行预设飞行指令。
32.由上述描述可知，通过编队无人机中的每一无人机对机体周围的风力进行检测，并将检测到的当前风力等级上报，而当获取到每一无人机上报的风力等级后再根据当前风力等级对每一无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列，然后再统计每一当前风力等级中无人机的数量，最后根据风力等级序列以及每一当前风力等级中无人机的数量得到当前风力值，编队中每一无人机都参与风力等级的确定，提高了编队无人机群在飞行过程中对风力等判断的准确度，从而能够通过得到的当前风力值，给编队无人机不同的风力警报提醒，达到一个编队风力报警的功能，保障了编队无人飞行过程的安全性。
33.进一步地，所述根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值包括：
34.统计编队中无人机的总数量；
35.根据所述总数量获取与所述总数量对应的采样标准；并根据所述采样标准、风力
等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值。
36.由上述描述可知，通过获取编队中无人机的总数量，并根据无人机的总数量获取对应的采样标准，使得当编队中的无人机数量较多时能够结合采样标准对当前风力值进行判断，从而能够对编队无人机群对当前所处的风力情况进行精确的判断。
37.进一步地，所述根据所述采样标准、风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值包括：
38.获取所述风力等级序列内最高的所述风力等级的类别，并判断所述风力等级的类别中无人机的数量是否达到所述采样标准，若是，则上报所述风力等级为所述当前风力值；
39.若否，则将所述风力等级的类别从所述所述风力等级序列内去除，并重新执行所述获取所述风力等级序列内最高的所述风力等级的类别的步骤。
40.由上述描述可知，通过依次由高等级至低等级的顺序对风力等级序列内的风力等级的类别进行采样标准判断，当高等级的风力等级满足判断结果时直接设置为当前风力值，从而满足当判断条件时就承认较高等级的风力，兼顾了预防风力的相应措施的成本和有效性，在面对灾害预警时更高等级的警报也提高编队无人机的安全性。
41.进一步地，所述根据所述总数量获取与所述总数量对应的采样标准包括：
42.设置多组不同的所述采样标准；
43.每一所述采样标准与预设的总数量区间一一对应。
44.由上述描述可知，通过设置不同的采样标准并将采样标准与不同的无人机总数量进行对应，即能够针对性地根据无人机群的数量确定对应的采样标准用于风力值的判断，大大提高了在不同无人机群数量的情况下对当前风力值判断的精确度。
45.进一步地，所述根据所述总数量获取与所述总数量对应的采样标准还包括：
46.获取每一无人机的位置信息；
47.根据所述位置信息得到无人机编队队形；
48.根据所述无人机编队队形与所述总数量获取对应的采样标准。
49.由上述描述可知，通过获取每一无人机的位置信息得到无人机编队队形，并根据无人机编队队形以及无人机群的总数量获取对应的采样标准，在无人机飞行过程中队形可能影响气流，从而能够针对不同的无人机队形以及总数量得到更加精确的采样标准，提高了对不同无人机群数量以及编队队形情况下对当前风力值判断的精确度。
50.进一步地，所述警示信息为视觉和/或听觉上对操作人员起到警示的信息。
51.由上述描述可知，通过采用视觉和/或听觉的警示信息用于警示操作人员，能够使操作人员容易注意到警示内容，从而使操作人员根据警示信息对无人机群执行对应的操作。
52.进一步地，所述预设飞行指令为悬停、返航、迫降的一种或几种组合。
53.由上述描述可知，通过预设的飞行指令如悬停、返航或迫降等多种不同的指令组合，从而能够根据不同的警示内容发送对应的指令信息对无人机群进行控制。
54.请参照图2，一种编队无人机的风力报警系统，包括：
55.多架无人机和控制终端；
56.所述控制终端包括处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
57.获取编队中每一无人机上报的当前风力等级；
58.根据所述当前风力等级对所述无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列；
59.统计每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量；
60.根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值；
61.根据所述当前风力值发出警示信息和/或编队无人机执行预设飞行指令。
62.由上述描述可知，通过编队无人机中的每一无人机对机体周围的风力进行检测，并将检测到的当前风力等级上报，而当获取到每一无人机上报的风力等级后再根据当前风力等级对每一无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列，然后再统计每一当前风力等级中无人机的数量，最后根据风力等级序列以及每一当前风力等级中无人机的数量得到当前风力值，编队中每一无人机都参与风力等级的确定，提高了编队无人机群在飞行过程中对风力等判断的准确度，从而能够通过得到的当前风力值，给编队无人机不同的风力警报提醒，达到一个编队风力报警的功能，保障了编队无人飞行过程的安全性。
63.进一步地，所述根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值包括：
64.统计编队中无人机的总数量；
65.根据所述总数量获取与所述总数量对应的采样标准；并根据所述采样标准、风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值。
66.由上述描述可知，通过获取编队中无人机的总数量，并根据无人机的总数量获取对应的采样标准，使得当编队中的无人机数量较多时能够结合采样标准对当前风力值进行判断，从而能够对编队无人机群对当前所处的风力情况进行精确的判断。
67.进一步地，所述根据所述采样标准、风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值包括：
68.获取所述风力等级序列内最高的所述风力等级的类别，并判断所述风力等级的类别中无人机的数量是否达到所述采样标准，若是，则上报所述风力等级为所述当前风力值；
69.若否，则将所述风力等级的类别从所述所述风力等级序列内去除，并重新执行所述获取所述风力等级序列内最高的所述风力等级的类别的步骤。
70.由上述描述可知，通过依次由高等级至低等级的顺序对风力等级序列内的风力等级的类别进行采样标准判断，当高等级的风力等级满足判断结果时直接设置为当前风力值，从而满足当判断条件时就承认较高等级的风力，兼顾了预防风力的相应措施的成本和有效性，在面对灾害预警时更高等级的警报也提高编队无人机的安全性。
71.本发明上述编队无人机的风力报警方法及系统能够适用于各种场景的编队无人机风力采集，包括编队无人机飞行表演、编队无人机航拍以及编队无人机电力巡检等不同场景，以下通过具体实施方式进行说明：
72.实施例一
73.请参照图1和图3，一种编队无人机的风力报警方法，包括步骤：
74.s1、获取编队中每一无人机上报的当前风力等级；编队中的每一无人机可以通过携带的多种传感器、电机的转速或者外挂传感器等形式获取其当前所处环境的所述当前风
力等级；所述传感器可以是加速度传感器、磁罗盘、陀螺仪以及气压计等设备，通过综合计算无人机的姿态角、飞行速度、加速度以及飞行高度获得飞行环境的风速，或者由无人机的电机转速经计算进而确定无人机的当前环境的风速；其中，可通过设置间隔时间为1-5秒，控制无人机不断间隔的上传当前获取到的所述当前风力等级；在一可选的实施方式中，当风力等级较低时无人机可以不上报所述当前风力等级；
75.s2、根据所述当前风力等级对所述无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列；如当前获取到的所述当前风力等级包括：二级风力、三级风力、四级风力以及五级风力；将无人机根据其上报的风力等级进行分类，并根据对应的风力等级高低进行排序得到序列为二三四五或五四三二；
76.s3、统计每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量；
77.如当前二级风力中对应的无人机数量的为20台；三级风力中对应的无人机数量的为33台；四级风力中对应的无人机数量的为43台；五级风力中对应的无人机数量的为14台；
78.s4、根据所述风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值，包括步骤：
79.s41、统计编队中无人机的总数量；
80.如根据步骤s3中示例的每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量统计结果得到编队中无人机的总数量为n＝100台；
81.s42、根据所述总数量获取与所述总数量对应的采样标准；
82.其中，系统内设置多组不同的所述采样标准；每一所述采样标准与预设的总数量区间一一对应；如无人机的总数量在区间[1，10)时，对应的为第一采样标准p1，判断无人机数量大于或等于1；无人机的总数量在区间[10，200]时，对应的为第二采样标准p2，p2取值范围为28％-80％；无人机的总数量在区间[201，400]时，对应的为第三采样标准p3，p3取值范围为23％-27％；无人机的总数量在区间[401，800]时，对应的为第四采样标准p4，p4取值范围为18％-26％；无人机的总数量大于800时，对应的为第五采样标准p5，p5取值范围为5％-18％；根据当前编队中无人机的总数量为100台的统计结果得到对应的所述采样标准为所述第二采样标准p2；
[0083]
s43、根据所述采样标准、风力等级序列以及每一所述当前风力等级的类别中无人机的数量得到当前风力值，包括：
[0084]
s431、获取所述风力等级序列内最高的所述风力等级的类别，并判断所述风力等级的类别中无人机的数量是否达到所述采样标准，若是，则执行s432，否则，执行s433；
[0085]
s432、上报所述风力等级为所述当前风力值并执行步骤s5；
[0086]
s433、则将所述风力等级的类别从所述所述风力等级序列内去除，并重新执行所述步骤s431；
[0087]
即若获取到的所述风力等级的类别为五级风力、对应的无人机数量为14台、采样标准为p2；若当前p2的取值为30％，得到对应的标准无人机数量为30台；即只有当所述风力等级的类别对应的无人机数量大于或等于30台时，才为有效结果；
[0088]
而五级风力对应的无人机数量为14台，小于30台，因此将其从所述风力等级序列删除；获取到下一个当前的所述风力等级的类别为四级风力；而四级风力对应的无人机数量为43台，大于30台，因此将四级风力作为当前风力值；
[0089]
s5、根据所述当前风力值发出警示信息和/或编队无人机执行预设飞行指令；即系统依据不同的风力值发出对应的警示信息和/或让编队无人机执行所述预设飞行指令；所述警示信息为视觉和/或听觉上对操作人员起到警示的信息，如利用灯光或在屏幕上显示弹窗的方式对操作人员起到视觉上的警示作用；所述预设飞行指令为悬停、返航、迫降的一种或几种组合，如系统依据不同的风力值设置与之对应所述预设的飞行指令，如悬停、返航、迫降的一种或几种组合；在具体实施例中，当系统接发出报警提示并超过预设的警报时间后，而用户未进行相应的操作，则自动将编队无人机执行悬停、返航、迫降的一种或几种飞行指令；预设时间为15-30秒，优选为15秒。
[0090]
实施例二
[0091]
本实施例与实施例一的不同在于，通过不同的方式获取所述采样标准，包括步骤：
[0092]
c1、获取每一无人机的位置信息；在执行步骤s1的通时根据每一无人机上携带的定位装置等设备获取到编队中每一无人机的位置信息；
[0093]
c2、根据所述位置信息得到无人机编队队形；
[0094]
根据获取到的无人机位置信息生成对应的无人机编队队形；同时，可以结合无人机获取到的图像生成飞行环境的整体图像；将所述无人机编队队形与所述整体图像生成3d飞行模型；
[0095]
c3、根据所述无人机编队队形与所述总数量获取对应的采样标准；
[0096]
根据所述3d飞行模型计算当前编队无人机所处环境的危险系数，根据所述危险系数得到对应的采样标准。
[0097]
实施例三
[0098]
请参照图2，一种编队无人机的风力报警系统，包括：
[0099]
多架无人机和终端；所述终端包括处理器、存储器及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一或实施例二中的步骤；其中，所述控制终端可为地面上终端以及移动终端等上位机；所述风力报警信息由所述控制终端生成，并通过显示屏直观地警示用户；并且当一段时间未有任何操作时，由所述控制终端给集群内无人机下达悬停、返航或迫降等指令，或者所述控制终端发送风力报警信息至每一无人机，由无人机接受信息后执行预设的飞行指令。
[0100]
综上所述，本发明提供的一种编队无人机的风力报警方法及系统，通过编队无人机中的每一无人机对机体周围的风力、环境以及位置进行检测，并将检测到的当前风力等级、环境信息以及位置信息上报，而当获取到每一无人机上报的风力等级后再根据当前风力等级对每一无人机进行分类，并根据所述当前风力等级得到风力等级序列，然后再统计每一当前风力等级中无人机的数量得到对应的采样标准或根据位置信息和环境信息分析得到对应的采样标准，最后根据风力等级序列、每一当前风力等级中无人机的数量以及采样标准得到当前风力值，编队中每一无人机都参与风力等级的确定，提高了编队无人机群在飞行过程中对风力等判断的准确度，从而能够通过得到的当前风力值，给编队无人机不同的风力警报提醒，达到一个编队风力报警的功能，保障了编队无人飞行过程的安全性。
[0101]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。