城域空间内无人机垂直起降的机场布局及管控方法技术

本发明专利技术提供了城域空间内无人机垂直起降的机场布局及管控方法，机场布局包括起降场，起降场内分布有多个起降区域，每个起降区域沿直线排列有多个起降位，每个起降位设有用于无人机垂直起降定位的多个同心环标识。管控方法包括：起降场的正上方设定有定位点，定位点正上方设定环形的离场航线和进近航线；进近过程：先飞入进近航线，沿进近航线环绕飞行，待取得进场指令后，斜向下飞行进入定位点，然后下降；离场过程：从起降位向上升起进入定位点，斜向上飞行切入离场航线，沿离场航线飞行调整方向后飞离航线。本发明专利技术确保了规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行，避免了无人机之间相互干扰。之间相互干扰。之间相互干扰。

【技术实现步骤摘要】
城域空间内无人机垂直起降的机场布局及管控方法


[0001]本专利技术涉及无人机场
，具体涉及一种城域空间内无人机垂直起降的机场布局及管控方法。

技术介绍

[0002]近年来，无人机产业规模急速扩大，广泛应用于巡查、监视、安防、植保、表演、勘探、医疗等多个领域，无人机在部分领域规模化、常态化应用趋势愈专利技术显。近年来，无人机物流配送开始在多个城市发展，城市空中交通也成为新热点。例如，广东、四川、湖南、海南、浙江、上海等省市无人机商业化运行试点活跃，在中国民航局无人航空器运行试验区建设工作推动下，各地不断拓展应用的广度和深度。
[0003]不同无人机在尺寸、气动布局、制动方式等方面差别很大，对不同无人机的安全管控要求差距也很大。与民航不同，无人机的巨大流量与有限的空域资源之间的矛盾，使得现有的民航飞机的管制方式不适用于无人机的流量控制与管理。在低空空域内设计结构化的飞行管控方法，是帮助无人机安全高效运行的基础条件之一。
[0004]每一种交通方式的实现都需要一定的基础设施进行支撑，而城市空中交通最需要的基础设施之一就是用于无人机起降的垂直起降机场。目前无人机空中交通产业属于新的领域，尚未形成行业统一的安全规范，如何规范无人机的行为，确保规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行，是行业目前正探索并亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：如何规范无人机的行为，确保规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种城域空间内无人机垂直起降的机场布局，包括起降场，所述起降场内分布有多个起降区域，相邻起降区域之间间隔有通道，每个起降区域沿直线排列有多个起降位，每个所述起降位设有用于无人机垂直起降定位的多个第一同心环标识。
[0008]本专利技术的有益效果是：
[0009]由于无人机的乘客数量较少，可以无需像传统机场一样设计专用登机口，而是直接在起降点登机，提高了运行效率；无人机垂直起降时通过多个第一同心环标识定位，确保规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行，避免了无人机之间相互干扰；无人机直接在垂直起降机场中的起降点等待乘客登机和起飞，避免了无人机在垂直起降机场中从登机口至起降位滑行过程中可能出现的安全风险。
[0010]在上述技术方案的基础上，本专利技术的机场布局还可以做如下改进。
[0011]进一步的，所述第一同心环标识包括由内侧逐渐向外的定位环、停机位标识环和保护区标识环，定位环的直径是无人机直径的0.8倍，停机位标识环的直径是无人机直径的1.2倍，保护区标识环的直径是无人机直径的2.0倍。
[0012]采用上述进一步的方案，保护区标识环保证了相邻无人机的安全距离，定位环和停机位标识环保证了无人机降落停放过程中准确参照，并准确停放在定位环上，当相邻起降位的无人机同时起降时，也能保证安全，确保规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行。如果相邻起降位没有无人机同时起飞，则可以设置相邻起降位的保护区标识环相互交叉。
[0013]进一步的，所述起降场的四周还设有安全网。
[0014]采用上述进一步的方案，适合于位于建筑屋顶层的垂直起降机场，确保安全。
[0015]进一步的，还包括停机场，停机场与起降场之间通过通行口连通，停机场上分布有多个停机区域，相邻的停机区域之间间隔有通道，停机区域上沿直线排列有停机位，每个停机位设有用于无人机停放定位的多个第二同心环标识。
[0016]采用上述进一步的方案，适合于开阔的地面空间或交通枢纽，便于完成任务或排队起飞的无人机存放，使无人机场有序运行。
[0017]进一步的，所述第二同心环标识由定位环、停机位标识环组成，定位环的直径是无人机直径的0.8倍，停机位标识环的直径是无人机直径的1.5倍。
[0018]采用上述进一步的方案，由于停机场的无人机互相影响较小，本专利技术不设置保护区标识环，并设置停机位标识环的直径是无人机直径的1.5倍，节约了空间。
[0019]本专利技术还提供了一种城域空间内无人机垂直起降的管控方法，包括如下步骤：
[0020]步骤一、航线设定：起降场的正上方设定有定位点，定位点正上方设定半环形的离场航线和半环形的进近航线，进近航线与离场航线共同组成环形的进近与离场航线，进近与离场航线同心圆外侧设有紧急航线；
[0021]步骤二、进近过程：无人机先飞入进近航线，沿进近航线环绕飞行，待取得进场指令后，沿直线斜向下飞行进入定位点，然后下降至起降位上；
[0022]离场过程：无人机从所述起降位向上升起进入定位点，然后沿直线斜向上飞行切入离场航线，沿离场航线飞行调整方向后飞离航线。
[0023]采用本专利技术的管控方法，确保了规模化无人机在进近与离场的过程中安全高效运行，避免了无人机之间相互干扰。
[0024]在上述技术方案的基础上，本专利技术的管控方法还可以做如下改进。
[0025]进一步的，所述离场航线的正北开始沿逆时针旋转1
°‑
179
°
区域为无人机切入离场航线的区域，进近航线的正北开始沿逆时针旋转180
°‑
360
°
区域为无人机离开进近航线进入定位点的区域。
[0026]采用上述进一步的方案，避免进近无人机和离场无人机相互干扰，离场无人机飞离定位点时进近无人机就可飞向定位点，提高了规模化无人机进近离场过程的有序性和效率；如果无人机进近过程中没有机会在正北开始沿逆时针旋转180
°‑
360
°
范围内进入定位点，需要继续绕圈飞行，直到再次进入该范围。
[0027]进一步的，所述步骤一，定位点正上方并低于进近航线和离场航线的区域还设有离场紧急航线、进近紧急航线，进近紧急航线与离场紧急航线共同组成环形的所述紧急航线，当无人机进近、离场过程中遇到紧急情况时，驶入离场紧急航线或进近紧急航线。
[0028]采用上述进一步的方案，提高了无人机场应对突发事件的弹性处理能力，所搭建的无人机管理系统的容错率高。
[0029]进一步的，所述进近紧急航线的直径大于离场航线。
[0030]采用上述进一步的方案，紧急航线设计在外围，因为紧急航线无人机数量少，对内圈航线影响小，若紧急航线在内围，对内层紧急航线影响较大，不利于紧急无人机快速驶入紧急航线。
[0031]进一步的，所述离场紧急航线的正北开始沿逆时针旋转1
°‑
179
°
区域为无人机切入离场紧急航线的区域，进近紧急航线的正北开始沿逆时针旋转180
°‑
360
°
区域为无人机离开进近紧急航线进入定位点的区域。
附图说明
[0032]图1为本专利技术适用于建筑屋顶层的机场布局示意图。
[0033]图2为本专利技术适用于开阔地面或交通枢纽的机场布局示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城域空间内无人机垂直起降的机场布局，其特征在于：包括起降场(1)，所述起降场(1)内分布有多个起降区域，相邻起降区域之间间隔有通道，每个起降区域沿直线排列有多个起降位(3)，每个所述起降位(3)设有用于无人机垂直起降定位的多个第一同心环标识。2.根据权利要求1所述的城域空间内无人机垂直起降的机场布局，其特征在于：所述第一同心环标识包括由内侧逐渐向外的定位环(4)、停机位标识环(5)和保护区标识环(6)，定位环(4)的直径是无人机直径的0.8倍，停机位标识环(5)的直径是无人机直径的1.2倍，保护区标识环(6)的直径是无人机直径的2.0倍。3.根据权利要求1所述的城域空间内无人机垂直起降的机场布局，其特征在于：所述起降场(1)的四周还设有安全网(14)。4.根据权利要求1所述的城域空间内无人机垂直起降的机场布局，其特征在于：还包括停机场(2)，停机场(2)与起降场(1)之间通过通行口(7)连通，停机场(2)上分布有多个停机区域，相邻的停机区域之间间隔有通道，停机区域上沿直线排列有停机位(8)，每个停机位(8)设有用于无人机停放定位的多个第二同心环标识。5.根据权利要求4所述的城域空间内无人机垂直起降的机场布局，其特征在于：所述第二同心环标识由定位环(4)、停机位标识环(5)组成，定位环(4)的直径是无人机直径的0.8倍，停机位标识环(5)的直径是无人机直径的1.5倍。6.一种城域空间内无人机垂直起降的管控方法，基于权利要求1
‑
5任一项所述的城域空间内无人机垂直起降的机场布局实现，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、航线设定：起降场(1)的正上方设定有定位点(11)，定位点(11)正上方设定半环形的离场航线(9)和半环形的进近航线(10)，进近航线(10)与离场航线(9)共同组成环形的进近与离场航线，进近与离场航线同心圆外侧设有紧急航线；步骤二...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈文秋，廖小罕，汤安琪，王俊伟，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：