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龍圖騰網(wǎng)獲悉浙江大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收的方法及裝置獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114995493B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210595394.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D1/46；該發(fā)明授權(quán)一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收的方法及裝置是由張靈峰;高銘;沈樂(lè)明;林峰;韓勁松;任奎設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-05-29向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收的方法及裝置在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收的方法及裝置，通過(guò)利用慣性傳感器容易遭受聲波注入影響的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收方法。通過(guò)發(fā)射多個(gè)諧振頻率范圍內(nèi)的聲波以及對(duì)目標(biāo)無(wú)人機(jī)飛行速度、飛行方向及位置信息的獲取，實(shí)時(shí)分析目標(biāo)慣性傳感器的采樣率及共振與位移引起的相位差，通過(guò)細(xì)粒度聲波調(diào)制讓其產(chǎn)生穩(wěn)定的、虛假的數(shù)據(jù)輸出，并通過(guò)多個(gè)聲源協(xié)同注入的方法，使目標(biāo)慣性傳感器能夠產(chǎn)生任意方向上的錯(cuò)誤輸出，從而欺騙飛控系統(tǒng)，讓其偏離預(yù)期航線，實(shí)現(xiàn)在無(wú)線電干擾較強(qiáng)區(qū)域能夠及時(shí)回收無(wú)人機(jī)的目的。

本發(fā)明授權(quán)一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收的方法及裝置在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種基于聲波的無(wú)人機(jī)回收方法，其特征在于，包括： 獲得至少2張的無(wú)人機(jī)圖像； 通過(guò)視覺(jué)算法和獲得的無(wú)人機(jī)圖像計(jì)算無(wú)人機(jī)的飛行方向、飛行速度和位置信息； 根據(jù)無(wú)人機(jī)的飛行方向、飛行速度計(jì)算要實(shí)現(xiàn)回收目的所需的控制方向和控制速度大小； 利用揚(yáng)聲器連續(xù)發(fā)射至少2個(gè)諧振頻率范圍內(nèi)聲波； 每個(gè)聲波持續(xù)時(shí)間內(nèi)獲得至少2張的無(wú)人機(jī)圖像； 通過(guò)無(wú)人機(jī)圖像計(jì)算無(wú)人機(jī)內(nèi)部慣性傳感器的采樣率和被控制時(shí)的初始相位差； 根據(jù)控制方向選擇控制目標(biāo)無(wú)人機(jī)的慣性傳感器類型為陀螺儀或是加速度計(jì)，若需改變目標(biāo)無(wú)人機(jī)的飛行方向，則控制陀螺儀；若控制目標(biāo)無(wú)人機(jī)加減速則控制加速度計(jì)； 根據(jù)所選擇控制的慣性傳感器類型和采樣率計(jì)算所需發(fā)射聲波的頻率； 根據(jù)所需發(fā)射聲波的頻率和初始相位差細(xì)粒度地調(diào)制聲波； 根據(jù)無(wú)人機(jī)的位置信息和控制方向計(jì)算至少3個(gè)揚(yáng)聲器各自的增益系數(shù)； 將增益系數(shù)和調(diào)制后的聲波相乘得到最終至少3個(gè)揚(yáng)聲器各自發(fā)射的聲波； 發(fā)射聲波對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，所述的聲波通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)射； 不斷調(diào)整發(fā)射的聲波，直至實(shí)現(xiàn)目標(biāo)無(wú)人機(jī)的回收； 所述的根據(jù)所需發(fā)射聲波的頻率和初始相位差細(xì)粒度地調(diào)制聲波；聲波調(diào)制公式如下： 其中ωd＝2πfd,ωr＝2πfr,fd和fr分別是慣性傳感器在發(fā)射的聲波作用下的輸出頻率和發(fā)射的聲波的頻率，為初始相位差； 所述的聲波調(diào)制過(guò)程中，為了使調(diào)制聲波的幅值不超過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)聲上限，對(duì)其做如下約束： 使在揚(yáng)聲器的發(fā)聲范圍之內(nèi)，相應(yīng)對(duì)初始相位進(jìn)行如下調(diào)整： 所述的根據(jù)無(wú)人機(jī)的位置信息和控制方向計(jì)算至少3個(gè)揚(yáng)聲器各自的增益系數(shù)；具體為： 加速度計(jì)輸出的加速度方向與聲源和加速度計(jì)的連線方向平行，陀螺儀輸出的角速度方向與聲源和陀螺儀的連線方向垂直，利用至少3個(gè)揚(yáng)聲器與目標(biāo)慣性傳感器之間的連線組成一組新的空間基向量，控制方向上的單位向量在各個(gè)基向量上分量的大小就是對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器的增益系數(shù)； 所述的通過(guò)無(wú)人機(jī)圖像計(jì)算無(wú)人機(jī)內(nèi)部慣性傳感器的采樣率，用于消除由于慣性傳感器采樣率漂移帶來(lái)的影響，具體為： 聲波頻率處于目標(biāo)慣性傳感器諧振頻率范圍內(nèi)時(shí)，聲波頻率與目標(biāo)慣性傳感器的輸出頻率存在如下關(guān)系： fp＝nFs+fdp，n∈N 其中fp為發(fā)射的聲波的頻率，F(xiàn)s為目標(biāo)系統(tǒng)的采樣率，fdp為目標(biāo)慣性傳感器輸出信號(hào)的頻率，當(dāng)fdp較小時(shí)，fdp將反映為無(wú)人機(jī)明顯的周期性運(yùn)動(dòng)，fdp通過(guò)分析捕捉到的無(wú)人機(jī)圖像獲取，通過(guò)發(fā)射至少兩個(gè)不同頻率的聲波，計(jì)算出目標(biāo)無(wú)人機(jī)中慣性傳感器的采樣率； 所述的通過(guò)無(wú)人機(jī)圖像計(jì)算無(wú)人機(jī)內(nèi)部慣性傳感器被控制時(shí)的初始相位差；所述的初始相位差由共振引入的相位差及無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)造成的相位差組成，具體為： 所述的共振引入的相位差的公式如下所示： 其中ξ是一個(gè)常數(shù)，為阻尼比，ωn＝2πfn,ωr＝2πfr,fn和fr分別是慣性傳感器的自然頻率和發(fā)射的聲波的頻率，由于ξ和ωn不可知，無(wú)法被直接計(jì)算，通過(guò)對(duì)上式求導(dǎo)得到如下公式： 其中ωn與ωr相近，且|ωr-ωn|＜＜ωn，因此可近似為1，由此得為一個(gè)常數(shù)，因此相位差與ωr線性相關(guān)，可在無(wú)人機(jī)上提前測(cè)試獲得，通過(guò)如下公式計(jì)算得到共振引入的相位差： 其中為發(fā)射聲波時(shí)共振所引起的相位，可通過(guò)攝像頭捕捉得到的圖像，分析無(wú)人機(jī)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)行為獲得； 所述的無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)造成的相位差通過(guò)如下公式計(jì)算得到： 其中ΔL為無(wú)人機(jī)與控制裝置距離的變化，所述的ΔL從位置信息中計(jì)算得到，v為聲速，最終的初始相位差為：

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