[发明专利]一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法

说明书

本发明公开了一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法，包括以下步骤：1)建立半球体障碍物模型，比较障碍物高度H与低空飞行器最大飞行高度H_max的大小；2)H＜H_max时，选择爬升越障进行避障；当H≥H_max选择侧面绕障的方式进行避撞；3)基于爬升越障和侧面绕障的能力，评价低空飞行器的避撞能力。本发明的优点是：4.为低空飞行器安全性检测提供理论指导，提高低空飞行器碰撞预警设备的准确性；根据避撞风险的高低，选择适当的避撞策略。

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，特别涉及一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法。

背景技术

近年来，不少研究者纷纷从自动避撞、路径规划和避撞算法等多个领域来提升低空飞行器的避撞能力，但尽管如此低空飞行器的失事率并没有明显的下降，相反却有所增长。其次，虽然大多数研究者提出了很好的低空飞行器避撞的算法，但多数在理想的环境中实现的，并没有很好的将低空飞行器自身的性能与环境因素相结合，导致大多数算法不适用于普通低空飞行器的实际飞行。此外，随着我国低空空域的开放，低空飞行器的发展极为迅速，在繁多的低空飞行器中不乏有避撞性能和飞行稳定性差的飞行器，这将严重威胁到公共安全。

中国发明专利(CN201610318074.9)公开了一种多机会和下的飞机防撞方法，改方法的缺陷在于：

1、未将飞机的运行限制因素纳入考虑，形成的策略存在不能有效执行的风险。；

2、针对空-空进行避撞策略分析，执行避撞策略时未考虑空域环境；

3、基于空域内所有飞行器的运行数据执行避撞策略，对于未知风险的紧急避撞能力较差。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法，包括以下步骤：

1)建立半球体障碍物模型，比较障碍物高度H与低空飞行器最大飞行高度H_max的大小；

2)H＜H_max时，选择爬升越障进行避障；当H≥H_max选择侧面绕障的方式进行避撞；

爬升越障：

1.设低空飞行器采取避撞措施时所在位置O(xo，yo，zo)与障碍物中线的距离为避撞缓冲区，长度设为D；

2.计算低空飞行器避撞过程中最大仰角为α，α＝kD；避撞过程中，距障碍物的最近距离为L_min；

3.得出无人机的避撞能力计算公式：

S—避障能力，值越大避障能力越强；

δ—仰角影响权重系数；

β—最小距离影响权重系数；

ω—速度影响权重系数；

v_t—距障碍物最近时的空速；

K—避撞缓冲区长度与越障最大仰角的关系系数；

D—避撞缓冲区长度。

侧面绕障：

1.设低空飞行器在A(xo,yo)处采取避撞措施，并以最小转弯半径采取避撞措施；