一种无人机四维航迹运行和监测的方法、系统及设备技术方案

本申请的目的是提供一种无人机四维航迹运行和监测的方法、系统及设备，本申请通过根据每一运营端的场景在指定空域中划设每一待运行无人机的四维航迹计划，并确定每一待运行无人机的保护空间；获取已经在指定空域中运行的航空器的时空资源占用信息；基于航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整每一待运行无人机的四维航迹计划；将每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，并将存储成功的待运行无人机标记为激活状态；基于各运营端对标记为激活状态的待运行无人机发送的运行指令执行作业，并监测执行作业过程，更新运行的无人机的状态。从而可以避免发生冲突以及进行一致性监测。监测。监测。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机四维航迹运行和监测的方法、系统及设备


[0001]本申请涉及无人机
，尤其涉及一种无人机四维航迹运行和监测的方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和互联网时代的来临，无人机技术在我们生活中的应用越来越广泛；目前无人机的应用邻域包括了地质勘测、物流运输、农业应用、影视拍摄、消防抗灾及救援巡查等领域，越来越多的领域开始使用无人机代替人工作业。然而，随着无人机的应用越来越广泛，需求越来越丰富，多运营人、多种类的无人机的运行对于低空空域空中交通管理提出越来越高的要求。在这种背景下。现阶段，全球针对无人机运行的管理和监测都处在探索的阶段，并未真正实施具有整体规划的管理方案，无人机的管理更多局限在企业内部，因而不同企业无人机无法真正意义上在统一空域内融合运行。

技术实现思路

[0003]本申请的一个目的是提供一种无人机四维航迹运行和监测的方法、系统及设备，解决现有技术中多运营人、多种类无人机运行难以在同一低空空域高效融合运行及态势感知的问题。
[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种无人机四维航迹运行和监测的方法，该方法包括：根据每一运营端的场景在指定空域中划设每一待运行无人机的四维航迹计划，并确定每一待运行无人机的保护空间；获取已经在指定空域中运行的航空器的时空资源占用信息；基于所述航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整待运行无人机的四维航迹计划；将待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，并将存储成功的待运行无人机标记为激活状态；基于各运营端对标记为激活状态的待运行无人机发送的运行指令执行作业，并监测执行作业过程，基于监测结果更新运行的无人机的状态和更新数据库中动态飞行数据。
[0005]可选地，基于监测结果更新运行的无人机的状态和更新数据库中动态飞行数据，包括：若监测结果为运行的无人机出现异常状态，则删除数据库中该运行的无人机对应的四维航迹计划及保护空间的信息，并将所述运行的无人机标记为异常状态；若监测结果为运行的无人机的地理位置与保护空间不符合，则停止所述运行的无人机的激活状态，并删除数据库中所述运行的无人机对应的四维航迹计划及保护空间的信息。
[0006]可选地，若监测结果为运行的无人机的地理位置与保护空间不符合之后，包括：
判断冲出保护空间的运行的无人机的健康状态和空域条件，若均正常，判断是否存在激活状态的无人机运行在同一航路上或具有交叉的航路；基于判断结果将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态。
[0007]可选地，基于判断结果将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态，包括：若判断结果为无，则将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态，以悬停状态的地理位置为起点重新计算冲出保护空间的运行的无人机的四维航迹计划，将冲出保护空间的运行的无人机按照重新计算的四维航迹计划重新执行飞行任务；若判断结果为有，则将冲出保护空间的运行的无人机以冲出保护空间的地理位置为基准点，沿着垂直于运行方向的角度飞行至应急航道进行悬停等待，基于该无人机的电量判断是否存在可用的四维航迹资源，若存在，则按照可用的四维航迹资源重新回到原运行航线，若不存在，则判断备降场的空域是否可用，以对该无人机执行备降。
[0008]可选地，确定每一待运行无人机的保护空间，包括：分别确定每一待运行无人机的定位误差的正态分布、导航误差的正态分布和指令反应时间的正态分布；基于每一待运行无人机的定位误差的正态分布、导航误差的正态分布和指令反应时间的正态分布确定每一待运行无人机的保护空间。
[0009]可选地，所述时空资源占用信息包括时间戳信息和保护空间的信息，基于所述航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整每一待运行无人机的四维航迹计划，包括：比较指定时间戳对应的所有激活状态下的航空器的保护空间与每一待运行无人机的四维航迹计划及保护空间是否存在重叠，若存在，则调整相关待运行无人机的起飞时间，基于调整后的起飞时间更新该相关待运行无人机的四维航迹计划。
[0010]可选地，将每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，包括：对每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间进行数据校验；当校验通过时，判断所述四维航迹计划以及保护空间是否与数据库中已有的处于激活状态的航空器的四维航迹以及保护空间存在时空冲突，若无，则将所述四维航迹计划以及保护空间存储在数据库中。
[0011]可选地，所述方法包括：将所述运行的无人机的四维航迹计划以及保护空间进行页面展示，并对所述运行的无人机匹配当前时间戳下保护空间；当所述运行的无人机进入应急状态时对所述运行的无人机进行闪烁以及变色展示。
[0012]根据本申请另一个方面，还提供了一种无人机四维航迹运行和监测的系统，该系统包括：运营端管理模块、全流程信息管理模块以及运行监视模块，其中，所述运营端管理模块用于根据所在的场景在指定空域中划设每一待运行无人机的四维航迹计划，并确定每一待运行无人机的保护空间；所述全流程信息管理模块用于获取已经在指定空域中运行的航空器的时空资源占用信息，基于所述航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整每一
待运行无人机的四维航迹计划；所述全流程信息管理模块用于将每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，并将存储成功的待运行无人机标记为激活状态；所述运营端管理模块用于对标记为激活状态的待运行无人机发送运行指令；所述运行监视模块用于监测运行的无人机的执行作业过程，并将监测结果传输至所述全流程信息管理模块，所述全流程信息管理模块基于监测结果更新运行的无人机的状态及更新无人机数据库中飞行动态数据。
[0013]根据本申请又一个方面，还提供了一种无人机四维航迹运行和监测的设备，该设备包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令在被执行时使所述处理器执行如前述所述方法的操作。
[0014]根据本申请再一个方面，还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如前述所述的方法。
[0015]与现有技术相比，本申请通过根据每一运营端的场景在指定空域中划设每一待运行无人机的四维航迹计划，并确定每一待运行无人机的保护空间；获取已经在指定空域中运行的航空器的时空资源占用信息；基于所述航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整每一待运行无人机的四维航迹计划；将每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，并将存储成功的待运行无人机标记为激活状态；基于各运营端对标记为激活状态的待运行无人机发送的运行指令执行作业，并监测执行作业过程，基于监测结果更新运行的无人机的状态及更新数据库中飞行动态数据。从而可以为多运营人多种类无人机在同一空域的运行提供安全有效的整体管理方案。基于即将运行前的无人机四维航迹计划及保护空间的信息共享，可以在获取空域态势信息，避免了运行过程中的不确定性和大量计算。允许运行人根据无人及性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机四维航迹运行和监测的方法，其特征在于，所述方法包括：根据每一运营端的场景在指定空域中划设每一待运行无人机的四维航迹计划，并确定每一待运行无人机的保护空间；获取已经在指定空域中运行的航空器的时空资源占用信息；基于所述航空器的时空资源占用信息及每一待运行无人机的保护空间调整每一待运行无人机的四维航迹计划；将每一待运行无人机的四维航迹计划以及对应的保护空间存储在数据库中，并将存储成功的待运行无人机标记为激活状态；基于各运营端对标记为激活状态的待运行无人机发送的运行指令执行作业，并监测执行作业过程，基于监测结果更新运行的无人机的状态和更新数据库中动态飞行数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于监测结果更新运行的无人机的状态和更新数据库中动态飞行数据，包括：若监测结果为运行的无人机出现异常状态，则删除数据库中该运行的无人机对应的四维航迹及保护空间的信息，并将所述运行的无人机标记为异常状态；若监测结果为运行的无人机的地理位置与保护空间不符合，则停止所述运行的无人机的激活状态，并删除数据库中所述运行的无人机对应的四维航迹及保护空间的信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若监测结果为运行的无人机的地理位置与保护空间不符合之后，包括：判断冲出保护空间的运行的无人机的健康状态和空域条件，若均正常，判断是否存在激活状态的无人机运行在同一航路上或具有交叉的航路；基于判断结果将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于判断结果将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态，包括：若判断结果为无，则将冲出保护空间的运行的无人机进入悬停状态，以悬停状态的地理位置为起点重新计算冲出保护空间的运行的无人机的四维航迹计划，将冲出保护空间的运行的无人机按照重新计算的四维航迹计划重新执行飞行任务；若判断结果为有，则将冲出保护空间的运行的无人机以冲出保护空间的地理位置为基准点，沿着垂直于运行方向的角度飞行至应急航道进行悬停等待，基于该无人机的电量判断是否存在可用的四维航迹资源，若存在，则按照可用的四维航迹资源重新回到原运行航线，若不存在，则判断备降场的空域是否可用，以对该无人机执行备降。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每一待运行无人机的保护空间，包括：分别确定每一待运行无人机的定位误差的正态分布、导航误差的正态分布和指令反应时间的正态分布；基于每一待运行无人机的定位误差的正态分布、导航误差的正态分布和指令反应时间的正态分布确定每一待运行无人机的保护空间。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍瑛，吕人力，
申请(专利权)人：中国民航管理干部学院，
类型：发明
国别省市：