【技术实现步骤摘要】
本专利技术应用于航空领域中的民航与通航运输，具体涉及一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法及系统。
技术介绍
1、在无人机加入融合空域时，须具备与有人机等同的安全水平。目前大多数实行在无人机上安装机载传感器，进行主动探测。对于非合作式传感器来说，无法接收来自有人机的信息，合作式传感器如tcas其具有天线误差等局限性，ads-b对无人机要求较高，装ads-bout时需要加装独立的发射装备，这对飞行器的载重带来一定压力，在部分无人机上难以实现。另外，将ads-b out大量安装在消费级无人机上，会造成大范围信号拥堵，增大管制员工作负荷，严重干扰正常的空中交通管制活动。而ads-b in的优势在于体积小，重量轻、成本和功耗低并且具有高更新率，适合安装在机动性较高的无人机上。在无人机防撞算法方面，在该工程领域应用最多的是几何法，但是模型大多数考虑的是低空空域下无人机的防撞，较少研究航路上无人机和有人机之间的碰撞情景分类并与ads-b in相结合，解脱方案和算法选择大多数也比较复杂。
技术实现思路
1、针对无人机数量增多导致和有人机之间的碰撞风险增大的问题，根据ads-b in的优势和特点，本申请的目的在于提供一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法及系统，该方法为无人机利用ads-b in进行冲突探测和解脱的方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，包括如下步骤：
4
5、保护区为无人机和有人机球体半径叠加所形成的区域，其半径表示为：r＝rob+rm；
6、其中，rob表示有人机半径，rm表示无人机半径；
7、步骤2：无人机和有人机存在潜在的碰撞风险判定；
8、从无人机的位置点m出发，向以有人机位置o为圆心，r为半径的圆形保护区作两条切线，切点分别为p和d，则mpd所构成的区域即为碰撞锥；
9、根据速度障碍法的碰撞逻辑，当无人机和有人机之间的距离小于等于探测半径ddective时，相对速度向量位于有人机确定的保护区和无人机所构成的碰撞锥mpd内，无人机和有人机存在潜在的碰撞风险；
10、步骤3：当ads-b探测到无人机和有人机之间存在潜在的碰撞风险时，无人机采取相应的机动策略进行冲突解脱。
11、与上述方法相对应地，本专利技术还提供了一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞系统，包括如下单元：有人机的保护区模型建立单元、无人机和有人机存在潜在的碰撞风险判定单元以及冲突解脱单元；
12、所述有人机的保护区模型建立单元用于建立有人机的保护区模型；
13、保护区为无人机和有人机球体半径叠加所形成的区域，其半径表示为：r＝rob+rm；
14、其中，rob表示有人机半径，rm表示无人机半径；
15、所述无人机和有人机存在潜在的碰撞风险判定单元用于无人机和有人机存在潜在的碰撞风险判定；
16、从无人机的位置点m出发，向以有人机位置o为圆心，r为半径的圆形保护区作两条切线，切点分别为p和d，则mpd所构成的区域即为碰撞锥；
17、根据速度障碍法的碰撞逻辑，当无人机和有人机之间的距离小于等于探测半径ddective时，相对速度向量位于有人机确定的保护区和无人机所构成的碰撞锥mpd内，无人机和有人机存在潜在的碰撞风险；
18、所述冲突解脱单元用于当ads-b探测到无人机和有人机之间存在潜在的碰撞风险时，无人机采取相应的机动策略进行冲突解脱。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、对于本申请提出的方法进行实际算例仿真，设置无人机上机载有设备ads-b in，实时接收有人机ads-b out发布的相关位置、速度、高度等信号，无人机接收信号进行探测判定的范围ddective，取60km，即当两机之间的距离小于等于60km时，无人机根据获得的信息判断两机之间的速度和方位是否符合冲突探测模型，如果符合则进行下一步冲突解脱。本申请考虑选择最快速的机动策略，以及较少地偏离原航线，并且为了尽量减少大幅机动所带来的额外冲突风险，模型在冲突解脱和恢复航迹时考虑最小的速度和航向角的改变量，尽量在减小无人机机动并保证无人机和有人机整体安全的情况下进行冲突解脱，效果较好。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤2中，根据无人机和有人机的速度方向进行分类，以下两种情况下存在碰撞风险；
3.根据权利要求1所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤3中，具体包括如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤3中，无人机包括三种解脱方法：
5.一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞系统，其特征在于，包括如下单元：有人机的保护区模型建立单元、无人机和有人机存在潜在的碰撞风险判定单元以及冲突解脱单元；
6.根据权利要求5所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞系统，其特征在于，根据无人机和有人机的速度方向进行分类，以下两种情况下存在碰撞风险；
7.根据权利要求5所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞系统，其特征在于，所述冲突解脱单元具体用于：
8.根据权利要求5所述的一种基于融合
...【技术特征摘要】
1.一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤2中，根据无人机和有人机的速度方向进行分类，以下两种情况下存在碰撞风险；
3.根据权利要求1所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤3中，具体包括如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于融合空域的无人机冲突探测与防撞方法，其特征在于，步骤3中，无人机包括三种解脱方法：
5.一种基于融合空域的无人机...
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