无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法技术

技术编号:22883339 阅读:30 留言:0更新日期:2019-12-21 07:04
一种无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,在规避其对地面设施、空中交通管理、社会秩序与公民生活可能带来的安全隐患前提下,为多个无人飞行器提供空中安全走廊中的路径规划服务。首先接收无人飞行器用户的服务申请;其次,建立基于预案空域范围的三维任务空间模型;再次,考虑地形特征、地面设施及人群的安全约束,以及空中交通管理要求,建立空中安全走廊;然后,进一步考虑用户飞行器的属性、天气等环境变化的影响,在飞行前离线进行空中安全走廊中的路径规划服务,为用户向飞行管制部门申报正式的飞行计划提供依据;最后,在实际飞行过程中,结合飞行器状态及周围环境的实际变化,在线进行动态路径规划服务。

A remote planning method for the path of UAV air safety corridor

【技术实现步骤摘要】
无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法
本专利技术涉及无人机领域,尤其涉及一种无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法、控制器以及无人飞行器。
技术介绍
低空空域开放因为蕴含着巨大的经济动力而势在必行,与此同时无人飞行器等“低慢小”运动目标也对地面设施、社会秩序与公民生活安全带来极大的隐患,探索解决这一矛盾的有效技术途径已成燃眉之急。同地面车辆的路径规划相比,对无人机而言,应该更加强调安全空中走廊中路径的地面远程规划。近年来,低空慢速小型飞行器呈井喷发展趋势。民用无人机需求广泛(如物流运输、农用植保、森林防火、电力巡检、石油管道巡检、防恐救灾、地质勘探和海洋遥感),潜在市场空间巨大。然而,由于飞行器在低空空域飞行高度较低,严重威胁到城市地面人群、重大活动及建筑设施的安全。随着消费级无人机销量剧增,有关意外事件也接连不断:有无人机在法国的核电站上空飞过;有四旋翼无人机在华盛顿白宫外的草坪摔落;有无人机搅乱德国总理默克尔在德累斯顿的竞选集会;更有不少无人机出现在多个国际机场,往往导致多个航班取消。由于无人机的肇事给国家空防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,包括:/n基于远程规划服务中心,接收无人飞行器用户的服务申请;/n根据所述服务申请,建立基于空域范围的三维任务空间模型;/n基于所述三维任务空间模型,结合地形特征、地面设施及人群的安全约束,以及空中交通管理要求,建立空中安全走廊;/n根据用户飞行器的属性和环境变化,在飞行前离线进行空中安全走廊中的路径规划服务;/n在飞行过程中,根据飞行器状态及周围环境的变化,在线进行动态路径规划服务。/n

【技术特征摘要】
20180611 CN 20181059914031.无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,包括:
基于远程规划服务中心,接收无人飞行器用户的服务申请;
根据所述服务申请,建立基于空域范围的三维任务空间模型;
基于所述三维任务空间模型,结合地形特征、地面设施及人群的安全约束,以及空中交通管理要求,建立空中安全走廊;
根据用户飞行器的属性和环境变化,在飞行前离线进行空中安全走廊中的路径规划服务;
在飞行过程中,根据飞行器状态及周围环境的变化,在线进行动态路径规划服务。


2.根据权利要求1所述的无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,其特征在于,所述服务申请包括对无人飞行器的飞行规划请求,所述飞行规划请求包括所述无人飞行器的基本属性参数、性能参数、飞行出发地、目的地及必须经过处的位置参数。


3.根据权利要求1所述的无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,其特征在于,根据所述服务申请,建立基于空域范围的三维任务空间模型,包括:
把三维地图左下角的顶点作为三维规划空间的坐标原点A,建立三维规划坐标系A-xyz,其中x轴沿经度方向指向东,y轴沿纬度方向指向北,则A-xy平面同海平面重合,z轴垂直于海平面向上;
在规划坐标系中以点A为顶点,沿x轴方向取规划空间的最大经向长度AA′,沿y轴取规划空间的最大纬向长度AD,沿z轴方向取规划空间的最大海拔高度AB,构成立方体区域ABCD-A′B′C′D′,此即三维路径规划任务空间;
采用等分空间的方法,从三维空间中抽取出路径规划所需的网格点,沿x轴对规划空间n等分,得到(n+1)个平面Пi(i=1,...,n);沿y轴m等分;最后沿z轴l等分,由此确定所述三维任务空间模型。


4.根据权利要求1所述的无人飞行器空中安全走廊路径的远程规划方法,其特征在于,基于所述三维任务空间模型,结合地形特征、地面设施及人群的安全约束,以及空中交通管理要求,建立空中安全走廊,包括:
获取地形高程数据;
获取地面设施高程数据;
获取空管限飞区数据;
获取重大活动密集人群地理信息;
将地形...

【专利技术属性】
技术研发人员:李智斌张晓军苗景刚赵春阳周江华王帆卢莹胡康杨天鸣
申请(专利权)人:中国科学院光电研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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