[发明专利]一种基于核仁解的低空无人机冲突解脱方法及系统

说明书

本发明公开一种基于核仁解的低空无人机冲突解脱方法及系统。方法包括：获取低空无人机的飞行状态数据；根据所述飞行状态数据进行冲突探测，将所有具有关联冲突的无人机形成无人机冲突团体；采用分支模型对所述无人机冲突团体规划所有可能的冲突解脱方案，确定无人机冲突团体解脱联盟额外支付成本矩阵；采用遗传算法根据所述无人机冲突团体解脱联盟额外支付成本矩阵，寻找最接近冲突解脱核仁解要求的解脱方案，确定最终的无人机冲突解脱路径。采用本发明的方法或系统能够实现低空无人机冲突的有效化解，解脱方案合理分配解脱过程中各无人机所需付出的额外支付成本，对冲突团体内的所有无人机具有公平性。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种基于核仁解的低空无人机冲突解脱方法及系统。

背景技术

随着无人机工业技术的不断成熟以及巨大的市场需求，无人机产业正呈现快速发展的趋势。在民用领域，被广泛应用于航测、电力巡线、公路监控等行业；在军用领域，能执行预警、侦察、打击等多种任务，应用需求巨大，前景广阔。然而在无人机领域，目前保障无人机安全运行的手段极为有限，大多应用无人机隔离运行的手段保障安全。隔离运行一方面限制了无人机活动范围，另一方面也使得空域容量变得相当有限，不利于无人机行业的发展。成熟的冲突解脱能力是无人机在空域内安全运行的保障，也是无人机走出隔离区、进入国家当前空域系统与其它航空器融合运行的必要前提。

冲突解脱，就是当飞行器遇到冲突时，为了避让其他飞行器，会做出飞行姿态的调整，如调整航行速度、航向角、升降角等措施。冲突解脱过程中需要综合考虑解脱方案的安全性、可实施性以及解脱所付出的成本代价。对低空无人机而言，有效的冲突解脱技术是保证无人机在空域内安全运行的关键。因此，研究安全可靠、便于实施、解脱成本代价合理的无人机冲突解脱技术是当前亟待解决的问题。

目前研究大多以实现无人机冲突的有效解脱以及系统的整体效率较优为目标，并没有考虑无人机实际运行过程中解脱的公平性、合理性问题，不够符合实际需求。在低空环境下，无人机具有各自的机型、任务特点，实际飞行冲突解脱过程中必然要将解脱是否符合优先级关系以及解脱方案对每架无人机的公平性等因素考虑在内。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于核仁解的低空无人机冲突解脱方法及系统，能够实现低空无人机冲突的有效化解，解脱方案合理分配解脱过程中各无人机所需付出的额外支付成本，对冲突团体内的所有无人机具有公平性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于核仁解的低空无人机冲突解脱方法，包括：

获取低空无人机的飞行状态数据；

根据所述飞行状态数据进行冲突探测，将所有具有关联冲突的无人机形成无人机冲突团体；

采用分支模型对所述无人机冲突团体规划所有可能的冲突解脱方案，确定无人机冲突团体解脱联盟额外支付成本矩阵；

采用遗传算法根据所述无人机冲突团体解脱联盟额外支付成本矩阵，寻找最接近冲突解脱核仁解要求的解脱方案，确定最终的无人机冲突解脱路径。

可选的，所述获取低空无人机的飞行状态数据，具体包括：

通过无人机机载ADS-B设备获取低空无人机的飞行状态数据，所述飞行状态数据包括无人机的WGS-84地理坐标系坐标、磁航向、飞行速度和飞行高度。

可选的，所述根据所述飞行状态数据进行冲突探测，将所有具有关联冲突的无人机形成冲突团体，具体包括：

将所述飞行状态数据进行统一格式转化，得到格式统一的飞行状态数据；

根据所述格式统一的飞行状态数据进行冲突探测，得到关联冲突；

将所有具有所述关联冲突的无人机形成无人机冲突团体。