[发明专利]基于碰撞概率的异构无人飞行器自主碰撞预警方法

摘要

本发明公开了一种基于碰撞概率的异构无人飞行器自主碰撞预警方法，以无人飞行器导航信息为输入，以通信数据链为支撑，以机上信息处理能力为依托，进行位置速度姿态信息和误差解算、信息传输、初步筛选、轨迹预报与误差演化、接近分析、碰撞概率计算等，得到后续飞行中可能发生的碰撞事件及其对应的碰撞概率值，如果碰撞概率大于预设值，则发出需要进行规避的预警。本方法有效提高无人飞行器碰撞预警准确性和协同飞行安全性。

主权项

1.基于碰撞概率的异构无人飞行器自主碰撞预警方法，异构无人飞行器由全程机动弹道式飞行器和无人航空飞行器两类无人飞行器组成，全程机动弹道式飞行器记为D飞行器，无人航空飞行器记为D飞行器，其特征在于，所述方法包括下列步骤：第一步：导航信息与误差解算根据两飞行器上的惯组/卫星组合导航系统，测量并解算得到两飞行器的位置、速度和姿态信息，并根据惯组/卫星组合导航时Kalman滤波所得到的协方差矩阵确定两飞行器的位置、速度和姿态的误差信息；第二步：轨迹预报与误差演化以无机动弹道预报和T‑H方程进行D飞行器的弹道预报和误差演化分析，以等高等速定向航迹预报和线性传播方法进行J飞行器的航迹预报和演化分析，得到分析时间段内两飞行器离散的位置和速度数据；第三步：接近分析采用A‑N算法进行接近分析，定义相对距离函数，通过多项式插值和求极值的方法确定两飞行器的接近时刻，并根据多项式计算此时两飞行器的位置和速度矢量；第四步：碰撞概率计算以接近时刻两飞行器的位置速度矢量和轨迹误差信息定义相遇坐标系，进行误差的投影和转换，将碰撞概率问题转换为二维概率密度函数在圆域内的积分问题，通过取无穷级数前若干项的方法计算碰撞概率；第五步：碰撞规避决策根据第四步计算得到的碰撞概率，与预设的碰撞概率门限值比较，如果计算得到的碰撞概率大于概率门限值，则做出碰撞规避决策。