[發(fā)明專利]一種中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910938492.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110634332B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全權(quán);崔愷;趙民強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 飛牛智能科技（南京）有限公司
• 主分類號(hào): G08G5/00
• 分類號(hào): G08G5/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，且公開(kāi)了一種中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，所述流量控制方法分為以下六個(gè)部分：S₁無(wú)人機(jī)模型設(shè)計(jì)、S₂機(jī)場(chǎng)航路圖模型設(shè)計(jì)、S₃航路規(guī)劃方法設(shè)計(jì)、S₄飛行延時(shí)策略、S₅機(jī)場(chǎng)航路圖更新方法設(shè)計(jì)、S₆緊急降落。該中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，通過(guò)圖論的中小型垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)與多旋翼無(wú)人機(jī)于機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，利用圖論方法對(duì)機(jī)場(chǎng)剩余航路實(shí)時(shí)調(diào)整，能夠確保無(wú)人機(jī)在機(jī)場(chǎng)空域飛行安全，較好完成無(wú)人機(jī)在機(jī)場(chǎng)區(qū)域流量控制的目標(biāo)，并且為需要緊急降落的無(wú)人機(jī)提供安全高效的接口，該方法滿足實(shí)際情況下機(jī)場(chǎng)區(qū)域流量控制的需要，算法計(jì)算量小，魯棒性高，普適性好，對(duì)類似機(jī)場(chǎng)均適用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法。

背景技術(shù)

無(wú)人機(jī)應(yīng)用于城市物流前景廣闊，垂直起降與多旋翼無(wú)人機(jī)均可實(shí)現(xiàn)懸停與垂直起降，機(jī)動(dòng)性能優(yōu)異，轉(zhuǎn)向靈活，對(duì)機(jī)場(chǎng)條件要求較低，適合應(yīng)用于城市物流。民航采用的機(jī)場(chǎng)流量控制方法并不適用于可垂直起降的中小型無(wú)人機(jī)，且當(dāng)前市面上的無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)也僅能實(shí)現(xiàn)單次單架無(wú)人機(jī)起降，在前一架無(wú)人機(jī)離開(kāi)機(jī)場(chǎng)之后后續(xù)無(wú)人機(jī)才能進(jìn)入。在真實(shí)的物流場(chǎng)景中，“機(jī)場(chǎng)”將是物資庫(kù)存區(qū)、中轉(zhuǎn)站或配送站，需具有同時(shí)起降多架無(wú)人機(jī)的能力。在機(jī)場(chǎng)區(qū)域無(wú)人機(jī)密度較大時(shí)，需要設(shè)計(jì)應(yīng)用于城市物流場(chǎng)景的機(jī)場(chǎng)與合理的流量控制方法，保證無(wú)人機(jī)在機(jī)場(chǎng)區(qū)域的飛行安全并提高通行效率。因此，本專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N基于圖論的中小型垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)與多旋翼無(wú)人機(jī)于機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，該方法通過(guò)對(duì)機(jī)場(chǎng)航路實(shí)時(shí)調(diào)整，為進(jìn)入機(jī)場(chǎng)空域的無(wú)人機(jī)規(guī)劃出安全有效的航路，控制無(wú)人機(jī)的起降時(shí)間，達(dá)到流量控制的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，具備規(guī)劃路線、安全出行的優(yōu)點(diǎn)，解決了背景技術(shù)提出的問(wèn)題。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種中小型垂直起降無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)空域流量控制方法，所述流量控制方法分為以下六個(gè)部分：S₁無(wú)人機(jī)模型設(shè)計(jì)、S₂機(jī)場(chǎng)航路圖模型設(shè)計(jì)、S₃航路規(guī)劃方法設(shè)計(jì)、S₄飛行延時(shí)策略、S₅機(jī)場(chǎng)航路圖更新方法設(shè)計(jì)、S₆緊急降落。；

S₁無(wú)人機(jī)模型設(shè)計(jì)，無(wú)人機(jī)模型為質(zhì)點(diǎn)模型。在無(wú)人機(jī)安全飛行時(shí)，可以將每一架無(wú)人機(jī)都視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則無(wú)人機(jī)質(zhì)點(diǎn)模型為：

其中l(wèi)_i＞0，p_U,i表示第i架無(wú)人機(jī)的位置，v_i表示第i架無(wú)人機(jī)的速度，v_d,i表示第i架無(wú)人機(jī)的期望速度。

S₂機(jī)場(chǎng)航路圖模型設(shè)計(jì)，機(jī)場(chǎng)航路圖模型采用圖論模型，用無(wú)向圖Γ＝(N,E)表示機(jī)場(chǎng)航路圖模型，用N來(lái)表示機(jī)場(chǎng)所有節(jié)點(diǎn)，機(jī)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n_N，為正整數(shù)集，則圖Γ節(jié)點(diǎn)可枚舉表示為：

而E來(lái)表示機(jī)場(chǎng)所有航路，且機(jī)場(chǎng)航段數(shù)量為n_E，則圖Γ航段可枚舉表示為:

任意航段都可以用其兩側(cè)節(jié)點(diǎn)表示為：

E(j)＝{N(j)_s,N(j)_e}∈E，N(j)_s，N(j)_e∈N

令機(jī)場(chǎng)航路圖圖論模型為Γ，則得到Γ中航路圖步驟如下：

(1)獲取所有機(jī)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)共有n_N個(gè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)為i的節(jié)點(diǎn)為N(i)，坐標(biāo)為