一种基于状态预测的空中防撞方法与流程

文档序号:17850462发布日期:2019-06-11 22:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于状态预测的空中防撞方法,其特征在于,包括:

持续通过本机检测局部空域中当前所有飞机的运动状态信息;

根据所述所有飞机的运行状态信息,获得所述所有飞机在欧几里德空间中的三维位置向量、三维速度向量、水平方向上的航向角与垂直方向上的俯仰角;

根据所述所有飞机在欧几里德空间中的三维位置向量、三维速度向量、水平方向上的航向角与垂直方向上的俯仰角,获得本机与其他飞机到达水平方向与垂直方向上最接近点的时间、本机与其他飞机在水平方向与垂直方向上的最接近点时速度与位置向量的夹角、本机与其他飞机在水平或垂直方向上的最接近点时的水平或垂直距离;

根据本机与其他飞机到达水平方向与垂直方向上最接近点的时间、本机与其他飞机在水平方向与垂直方向上的最接近点时速度与位置向量的夹角、本机与其他飞机在水平或垂直方向上的最接近点时的水平或垂直距离,筛选出靠近本机的目标飞机;

获取交通警戒信息的时间激发阈值、交通警戒信息的水平距离与垂直距离激发阈值;

依次指定每一架目标飞机,并判断本机与被指定目标飞机到达水平方向上最接近点的时间是否小于所述交通警戒信息的时间激发阈值、本机与被指定目标飞机到达垂直方向上最接近点的时间是否小于所述交通警戒信息的时间激发阈值、本机与被指定目标飞机在最接近点时的水平距离是否小于交通警戒信息的水平距离激发阈值、本机与被指定目标飞机在最接近点时的垂直距离是否小于交通警戒信息的垂直距离激发阈值;

依次判断每一架目标飞机,对于任意一架目标飞机上一步骤4个条件中有任意一个成立时,即判定该飞机对本机构成冲突风险,并发出交通警戒信息;

获取碰撞威胁信息的时间激发阈值、碰撞威胁信息的水平距离与垂直距离激发阈值;

依次指定每一架构成冲突风险的目标飞机,并判断本机与被指定冲突风险飞机到达水平方向上最接近点的时间是否小于所述碰撞威胁信息的时间激发阈值、本机与被指定冲突风险飞机到达垂直方向上最接近点的时间是否小于所述碰撞威胁信息的时间激发阈值、本机与被指定冲突风险飞机当前的水平距离是否小于碰撞威胁信息的水平距离激发阈值、本机与被指定冲突风险飞机当前的垂直距离是否小于碰撞威胁信息的垂直距离激发阈值;

依次判断每一架冲突风险飞机,对于任意一架冲突风险飞机,在上一步骤4个条件中,前两个条件有任意一个成立、且后两个条件有任意一个成立时,即判定该飞机对本机构成碰撞威胁,发出碰撞威胁信息并提供避撞决策。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述局部空域被视为建立不考虑地球曲率的欧几里德空间模型;所述飞机的运动状态信息包括位置信息、速度信息与检测时间信息。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提供避撞决策包括:

判断除了当前碰撞威胁飞机以外,是否还存在其他冲突风险飞机;

当不存在其他冲突风险飞机时,对本机与碰撞威胁飞机分别提供垂直方向上的避撞操作方案;

当存在其他冲突风险飞机时,对本机与碰撞威胁飞机分别设计与上一步骤完全相同的垂直方向上的避撞操作方案,并进一步判断该避撞操作方案是否会引发新的碰撞威胁:若是,则改为分别提供水平方向上的避撞操作方案,否则直接提供垂直方向上的避撞操作方案。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当不存在其他冲突风险飞机时,对两机分别提供垂直方向上的避撞操作方案包括:

根据本机与碰撞威胁飞机当前的高度、垂直方向上的速度、本机与碰撞威胁飞机到达垂直方向上最接近点的时间,获得两机在最接近点垂直高度差;

获取本机与碰撞威胁飞机所在最接近点的最小高度限制,并根据所述最接近点的最小高度限制与所述最接近点垂直高度差分别计算出所述本机与碰撞威胁飞机的上行高度与下行高度;

获取飞机的初始加速度,并根据所述飞机的初始加速度、所述本机与碰撞威胁飞机到达垂直方向上最接近点的时间、所述上行高度与下行高度分别计算出所述本机与碰撞威胁飞机的爬升时间与下冲时间;

向本机与碰撞威胁飞机中垂直高度差大于零的一方发出避撞操作方案,使其连续向上爬升所述爬升时间,并在到达垂直方向上最接近点的时间之内爬升所述上行高度;

向本机与碰撞威胁飞机中垂直高度差小于零的一方发出避撞操作方案,使其连续向下冲所述下冲时间,并在到达垂直方向上最接近点的时间之内下冲所述下行高度。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,进一步判断该避撞操作方案是否会引发新的碰撞威胁包括:

依次指定每一架其他冲突风险飞机;

判断本机与被指定其他冲突风险飞机当前的水平距离是否小于碰撞威胁信息的水平距离激发阈值、本机与被指定其他冲突风险飞机当前的垂直距离是否小于碰撞威胁信息的垂直距离激发阈值;

依次判断每一架其他冲突风险飞机,对于任意一架其他冲突风险飞机,在上述两个条件均成立时,即判定该飞机会引发新的碰撞威胁。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,改为分别提供水平方向上的避撞操作方案包括:

根据本机与碰撞威胁飞机当前的水平位置、水平方向上的速度、本机与碰撞威胁飞机到达水平方向上最接近点的时间,获得两机在最接近点水平距离差;

获取本机与碰撞威胁飞机所在最接近点的最小水平距离限制,并根据所述最接近点的最小水平距离限制与所述最接近点水平距离差分别计算出所述本机与碰撞威胁飞机的水平偏移;

获取飞机的初始加速度,并根据所述飞机的初始加速度、所述本机与碰撞威胁飞机到达水平距离上最接近点的时间、所述两机的水平偏移分别计算出所述本机与碰撞威胁飞机的水平偏转时间;

向本机与碰撞威胁飞机中发出避撞操作方案,使两机连续向左侧或右侧偏转所述水平偏转时间,并在到达水平距离上最接近点的时间之内偏转所述水平偏移。

7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当水平方向上的避撞操作方案仍然会会引发新的碰撞威胁时,生成状态空间并对本机与碰撞威胁飞机分别提供垂直与水平方向综合优化的避撞操作方案。

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