一种空中快警指挥方法及系统与流程

本发明涉及公共安全与警务管理领域，特别是指一种空中快警指挥方法及系统。

背景技术：

1、无人机以其高度的机动性、迅速的反应速度和广阔的视野，在空中快警任务中扮演着不可或缺的角色，显著提升了任务执行的效率和精确度。然而，随着无人机编队的不断扩大和任务种类的日益繁多，现有的指挥和管理方法逐渐暴露出一些缺陷。

2、首先，面对数量庞大的无人机群，如何实施高效且有序的管理，确保每架无人机都能在需要时迅速做出反应，成为了一个突出问题。当前的管理系统可能在资源分配和行动协调方面存在不足，这增加了空中交通冲突的风险。

3、其次，不同类型的任务对无人机的性能、装备配置和飞行路径有着特定的要求。然而，现有的指挥系统可能缺乏足够的灵活性和智能化水平，难以根据任务需求进行快速而精准的调整。这可能导致任务执行效率降低，甚至在某些情况下会危及无人机和任务的安全。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出了一种空中快警指挥方法及系统，通过综合管理航线、智能预警和管理以及快速指挥手段，能够安全、高效地执行任务。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，一种空中快警指挥方法，所述方法包括：

4、实时获取无人机状态，包括无人机的位置、电量、通信状态和载荷状态；

5、根据无人机状态，构建无人机的有限元模型，有限元模型包括材料属性、边界条件和载荷参数；

6、利用有限元模型分析无人机在不同机场条件下的结构响应和性能表现，以得到分析结果；

7、根据分析结果，对机场信息进行优化，以得到优化后的机场信息，优化后的机场信息包括所需机场的数量、位置、设备型号以及跑道；

8、根据无人机状态、任务需求以及优化后的机场信息，评估无人机携带的负载信息，负载信息包括确定无人机所需搭载的载荷类型、数量和配置方式，以使无人机在执行任务时携带对应的负载；

9、根据无人机状态、优化后的机场信息和负载信息，对机场无人机与单兵无人机的航线进行管理，以得到无人机的航线，航线包括创建新航线和更新已有航线；

10、根据无人机的航线，确定飞行计划，并进行单兵任务管理，以得到飞行任务信息；

11、对飞行任务信息进行智能预警，以得到预警信息；

12、根据预警信息，进行指挥。

13、进一步的，根据无人机状态、优化后的机场信息和负载信息，对机场无人机与单兵无人机的航线进行管理，以得到无人机的航线，航线包括创建新航线和更新已有航线，包括：

14、根据无人机状态、优化后的机场信息和负载信息，对无人机飞行的任务进行分析，以得到分析结果；

15、根据分析结果，确定无人机的起飞点、飞行路径、降落点以及飞行高度和速度，以得到新航线；

16、对新航线进行优化，以得到优化后的新航线。

17、进一步的，根据分析结果，确定无人机的起飞点、飞行路径、降落点以及飞行高度和速度，以得到新航线，包括：

18、根据分析结果，利用传感器和地图数据，对飞行环境进行分析，以确定起飞点、降落点和飞行路径；

19、根据无人机的起飞点、飞行路径和降落点，通过计算最终的飞行高度，其中，是最终的飞行高度，、和γ是权重参数，表示无人机在悬停状态下所需的最小功率；在高度处用飞行模拟软件预测的性能参数；是无人机的实际飞行速度；、和是权重因子，表示在高度下实验测得的无人机与地面障碍物发生碰撞的概率；表示在高度下实验测得无人机与飞行器发生碰撞的概率；表示在高度下实验测得无人机与飞行器发生冲突的概率；指无人机在飞行高度时所需的悬停功率；指无人机在飞行高度时所需的动力功率；

20、根据无人机的起飞点、飞行路径和降落点，通过计算飞行速度，其中，是无人机的飞行速度，是无人机可用的功率，是通过实验测量的无人机在将功率转化为飞行速度时的效率，是无人机在飞行过程中所受的总阻力。

21、进一步的，对新航线进行优化，以得到优化后的新航线，包括：

22、对新航线通过进行优化，以得到优化后的新航线；

23、其中， n是路径上的点的数量，和是索引，是最优飞行路径，是路径上的第个点，是点和点之间的距离；是距离的权重；是高度变化的权重；是点和点之间的高度变化量；是速度变化的权重；是点和点之间的速度变化量；是安全性成本的权重； n是障碍物或禁飞区的数量；是第个障碍物或禁飞区的位置；是无人机在点与第个障碍物或禁飞区中心点的距离；是障碍物或禁飞区的影响范围半径。

24、进一步的，根据无人机的航线，确定飞行计划，并进行单兵任务管理，以得到飞行任务信息，包括：

25、通过分析无人机的航线，确定飞行时间，飞行高度、速度和航向，以制定飞行计划；

26、根据飞行计划，进行起飞与巡航，并在巡航过程中执行任务，以执行飞行计划；

27、根据飞行计划，为单兵无人机分配任务，并让单兵无人机与主力无人机协同作战，以实现飞行任务。

28、进一步的，对飞行任务信息进行智能预警，以得到预警信息，包括：

29、对飞行任务信息进行分析，以识别出潜在的飞行风险；

30、将潜在的飞行风险与预设的风险指标进行匹配，以得到匹配结果；

31、对匹配结果进行处理，以得到预警信息。

32、进一步的，根据预警信息，进行指挥，包括：

33、根据预警信息，定位预警事件，以得到预警位置；

34、根据预警位置以及调配资源，进行指挥。

35、第二方面，一种空中快警指挥系统，包括：

36、获取模块，用于实时获取无人机状态，包括无人机的位置、电量、通信状态和载荷状态；根据无人机状态，构建无人机的有限元模型，有限元模型包括材料属性、边界条件和载荷参数；利用有限元模型分析无人机在不同机场条件下的结构响应和性能表现，以得到分析结果；根据分析结果，对机场信息进行优化，以得到优化后的机场信息，优化后的机场信息包括所需机场的数量、位置、设备型号以及跑道；根据无人机状态、任务需求以及优化后的机场信息，评估无人机携带的负载信息，负载信息包括确定无人机所需搭载的载荷类型、数量和配置方式，以使无人机在执行任务时携带对应的负载；

37、处理模块，用于根据无人机状态、优化后的机场信息和负载信息，对机场无人机与单兵无人机的航线进行管理，以得到无人机的航线，航线包括创建新航线和更新已有航线；根据无人机的航线，确定飞行计划，并进行单兵任务管理，以得到飞行任务信息；对飞行任务信息进行智能预警，以得到预警信息；根据预警信息，进行指挥。

38、第三方面，一种计算设备，包括：

39、一个或多个处理器；

40、存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。

41、第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述的方法。

42、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

43、通过全面管理无人机设备，可以实时获取无人机的状态信息，有助于及时发现问题并进行维护，提高无人机的使用效率和安全性；根据无人机状态管理机场的数量和设备型号，可以确保机场资源的合理分配和高效利用，通过负载管理，可以掌握无人机的负载信息，有助于优化飞行计划。

44、根据无人机状态、优化后的机场信息和负载信息来管理航线，能够创建和编辑航线，使得飞行路径更加合理和高效；制定和执行基于航线的飞行计划，提高飞行的目的性和效率；通过为单兵无人机分配任务，并与主力无人机协同作战，可以最大化无人机的作战效能，可以实时监测和分析飞行风险，及时发现并处理潜在问题，提升飞行的安全性。

45、通过首页查看与地图操作实现快速指挥，可以迅速做出决策，调整飞行计划和任务分配，以适应突发情况和变化的环境，提升空中快警的整体运营效率，包括响应速度、任务执行效率和资源利用率。