[發(fā)明專利]一種障礙物告警方法和裝置

有效

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113611159B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉健;沈超;丁勇飛;周成中;陳廣永;衛(wèi)瑞智;王弟偉
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04;G08G5/00;G08B21/24;G06F16/909;G06T7/62;G08B7/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發(fā)明提供一種障礙物告警方法和裝置，該方法包括：獲取載機的安全包絡面；獲取所述安全包絡面所對應的經緯度范圍內的障礙物信息；根據所述安全包絡面和所述障礙物信息進行碰撞計算，根據碰撞計算結果進行障礙物告警。本發(fā)明提供的障礙物告警方法計算簡單，高效精確。

技術領域

本發(fā)明屬于航空電子領域，具體涉及一種障礙物告警方法和裝置。

背景技術

地形感知與告警系統(tǒng)(TAWS)的目標是飛行器在多山區(qū)域和障礙物林立的環(huán)境中飛行時，其以最小的虛警率工作的同時最大程度防止可控飛行撞地事故發(fā)生。隨著地理信息技術的發(fā)展，由于設備成本低、重量輕等顯著優(yōu)勢，基于地形數據庫的地形感知與告警系統(tǒng)是各類飛行器預防可控撞地的主要方法。

該類設備的一個重要功能是障礙物告警，典型工作場景見附圖1。該功能根據接收到的載機經緯度、載機姿態(tài)、氣壓高度等信息，依據各類飛機所對應的算法模型生成安全包線與機載大容量存儲器中的全球障礙物數據做比較，當安全包線與障礙物發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)發(fā)出聲光告警，提前提示飛行員做出改出機動，降低飛行員操作負擔，防止可控飛行撞地，保障飛行安全。

由于軍用飛機往往在低高度、不良目視等復雜環(huán)境下執(zhí)行任務，因此障礙物告警具有重要意義，為了保證能夠準確告警與提前告警，需要設計合理的障礙物告警處理方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種障礙物告警方法和裝置，計算簡單，高效精確。

本發(fā)明一方面提供一種障礙物告警方法，包括：

獲取載機的安全包絡面；

獲取所述安全包絡面所對應的經緯度范圍內的障礙物信息；

根據所述安全包絡面和所述障礙物信息進行碰撞計算，根據碰撞計算結果進行障礙物告警。

可選的，所述獲取載機的安全包絡面，包括：

建立載機坐標系，根據載機的經緯度、姿態(tài)、航向、速度和海拔高度，獲取載機的安全包絡線；

根據安全包絡線，建立載機的安全包絡面，所述安全包絡面包括至少一個安全包絡矩形。

可選的，所述獲取所述安全包絡面所對應的經緯度范圍內的障礙物信息，包括：

獲取各安全包絡矩形的四個頂點的經緯度信息，根據各安全包絡矩形的四個頂點的經緯度信息確定各安全包絡矩形對應的經緯度范圍；

在數據庫中查找位于各安全包絡矩形對應的經緯度范圍內的障礙物信息，確定各安全包絡矩形對應的障礙物信息；所述障礙物信息包括：障礙物水平對應點的海拔高度、經緯度，以及障礙物最高點的海拔高度、經緯度。

可選的，所述根據所述安全包絡面和所述障礙物信息進行碰撞計算，包括：

對于存在對應的障礙物信息的任一安全包絡矩形，獲取所述安全包絡矩形對應的第一點乘值D和第二點乘值N；

根據所述第一點乘值D和所述第二點乘值N，確定所述障礙物與所述安全包絡矩形是否存在交點，若存在，則確定存在碰撞；

其中，所述第一點乘值D為所述安全包絡矩形的矩形面法向量planeVector與礙物方向向量lineVector的點乘值，所述第二點乘值N為所述安全包絡矩形的矩形面法向量planeVector與第一方向向量wVector的點乘值，所述第一方向向量wVector為矩形任一頂點到障礙物的水平對應點的方向向量。

可選的，所述根據所述第一點乘值D和所述第二點乘值N，確定所述障礙物與所述安全包絡矩形是否存在交點，包括：

若fabs(D)小于第一預設數值，且fabs(N)＝0，則在NED坐標系下，確定所述障礙物水平對應點和/或障礙物最高點的NE平面投影是否位于所述安全包絡矩形的NE平面投影中；