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一种基于星基ADS-B数据的无人机运行风险评估方法技术

技术编号:26171498 阅读:55 留言:0更新日期:2020-10-31 13:44
本发明专利技术公开了一种基于星基ADS‑B数据的无人机运行风险评估方法,包括:通过星基ADS‑B设备,对普通陆基ADS‑B设备无法覆盖区域的无人机飞行路径进行提取,获得无人机的飞行速度、经纬度、飞行高度、姿态、航向数据;根据无人机姿态和位置数据,对无人机机身运行风险进行评估。根据无人机速度和障碍物信息,对无人机的对地风险和对空风险进行评估。本发明专利技术的优点在于:可以获得“空‑空”和“空‑地”两种运行风险评估,避免根据历史飞行事故数据,减少不必要的障碍威胁考虑,全面的判定了障碍物的威胁程度,更为接近无人机运行的实际情况。

A method of UAV operational risk assessment based on satellite based ADS-B data

【技术实现步骤摘要】
一种基于星基ADS-B数据的无人机运行风险评估方法
本专利技术涉及无人机监管
,特别涉及一种基于星基ADS-B数据的无人机运行风险评估方法。
技术介绍
随着低空空域的开放,无人机产业也出现井喷式的增长,导致低空空域的密度增大,对低空空域的安全造成一定威胁。因此,无人机的监管逐步受到重视,目前军方和民用部门已增大无人机的管控力度。其中,使用机载ADS-B系统对无人机进行管控的技术以逐步成熟。由于,陆基ADS-B系统覆盖范围较窄,无法实时监控在特殊地区(洋区、沙漠、高山、峡谷等)飞行的无人机。因此,对于在特殊地区的无人机飞行风险情况无法评估。现有技术一多因素融合下无人机航行环境评估方法,主要对空域环境进行评估,并针对“空对空”安全性方面,建立“无人机-无人机”和“无人机-有人机”的评估模型,对无人机的飞行安全性进行分析评价。现有技术一的缺点适用范围较窄,未考虑多架无人机同时存在的情况。不适用于静态空域威胁,如:高楼、山体等未将无人机的避撞能力纳入考虑,未根据不同的无人机类型对最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星基ADS-B数据的无人机运行风险评估方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1:提取星基ADS-B的数据,对数据进行解析处理;获得无人机的飞行速度、经纬度、飞行高度、姿态、航向数据;/nS2:“空-空”风险评估;/nS21:设0号无人机为待评估无人机,空域存在N架无人机,标号依次为1,2,3......n;星基ADS-B设备,提取坐标为0(x

【技术特征摘要】
1.一种基于星基ADS-B数据的无人机运行风险评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:提取星基ADS-B的数据,对数据进行解析处理;获得无人机的飞行速度、经纬度、飞行高度、姿态、航向数据;
S2:“空-空”风险评估;
S21:设0号无人机为待评估无人机,空域存在N架无人机,标号依次为1,2,3......n;星基ADS-B设备,提取坐标为0(x0,y0,z0),1(x1,y1,z1),2(x2,y2,z2)......n(xn,yn,zn);计算0号无人机与空域中其他无人机之间的欧式距离:



将无人机之间的距离划分威胁程度,并定义对应的威胁因子,如表1:
表1“空-空”影响因子









距离
威胁程度
威胁因子


ρL<ρ0i
无威胁
0


ρmin<ρ0i≤ρL
潜在威胁
α


ρ0i≤ρmin
预警威胁
β






ρL:根据空域固有环境特点,测得的无人机之间互不干扰的最小距离;
ρmin:无人机之间的最小安全距离;
S22:提取空域中无人机的速度V0,V1,V2...Vn,测得待测无人机与空域中其他无人机的速度方向夹角为i∈(1,2,3....n),威胁程度划分如表2所示:
表2速度角度威胁划分



当时,无人机为靠近状态,假设Tn时刻两架无人机相撞,则由公式得到初始T0两架无人机的距离:






V0(x),V0(y),V0(z),Vi(x),Vi(y),Vi(z)分别为0,i号无人机速度在X,Y,Z轴的分量;若Tn不存在,则不会相撞,令L(i)max=0;
当L(i)max≤ρ0i时,不会发生碰撞,其中L(i)max为第i架无人机与测试无人机之间的最小安全距离由于无人机之间的最小安全距离为ρmin,因此初始安全距离修正为:






ρmin(x),ρmin(y),ρmin(z)分别为最小安全距离在X,Y,Z轴的分量;若Tn不存在,则不会相撞,令L(i)max=0;
S23:结合无人机的空域密度,无人机之间运行状态,得到“空-空”无人机飞行评估公式为:



Ssky:为风险系数,值越大运行风险越高;
NQ:为潜在风险区域无人机数量;
NW:为威胁预警区域无人机数量;
μ:空域固定影响因数,受空域气候和密度影响,取值为0~1;
S3:“空-地”风险评估;
S31:获取障碍物位置信息M1(x1,y1,h1),M2(c2,y2,h2),M3(x3,y3,h3),…Mn(xn,yn,hn),其中n为障碍...

【专利技术属性】
技术研发人员:张学军郝鹏唐立
申请(专利权)人:西华大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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