[發明專利]一種針對城市環境的無人機風險評估方法及系統

有效

• 申請號: 202110519827.3
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113361862B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 周強;張學軍;徐慕添
• 申請（專利權）人: 北航（四川）西部國際創新港科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/0635
• 分類號: G06Q10/0635;G06Q10/0639;G06Q50/08;G06Q50/26;G06F30/13;G06F30/15;G06F30/20;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種針對城市環境的無人機風險評估方法及系統，方法包括：S1設置需要評估的無人機的相關參數；S2采用SORA風險評估流程，對于無人機自身風險進行評估。S3根據S2的結果，對無人機自身部件進行改造，并增加飛行條件限制，管理無人機自身風險。S4導入運行場景相關參數。S5對地面建筑風險分布進行計算。S6根據地面風險評估結果，對無人機的航跡路線進行選擇。系統分為硬件和軟件兩部分，其中軟件部分對上面針對城市環境的無人機風險評估方法做了具體實現。本發明優點是：既能保證無人機自身風險得到控制，同時通過規劃航跡對地面建筑風險進行控制，能夠對無人機自身風險進行全面的評估和管理，更好地通過規劃航跡規避地面建筑風險。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，特別涉及一種針對城市環境的無人機風險評估方法及系統。

背景技術

在過去十年中，全球無人機市場占比大幅度增加，其應用范圍也日益擴大，無人機無需考慮飛行人員損傷，相較于有人飛機更加靈活，能執行各種各樣的飛行任務，在軍事和民用領域有著廣泛的用途和巨大的發展潛力。在未來的城市環境中，無人機可以實現信息探測、貨物運輸、交通服務等多種功能，是未來智能化城市的重要組成部分。

但與無人機技術的蓬勃發展和應用場景的不斷豐富對應的是，目前尚未形成完善的無人機的監管體系，難以對無人機的安全運行進行有效的管控。近年來，隨著低空空域的開放，無人機飛行事故頻發，屢次威脅公共安全和國家安全。特別是在建筑物密集的城市環境里，無人機同時存在兩種風險：包括自身機械故障或使用者操縱不當可能帶來的無人機自身風險，以及與建筑物相撞導致建筑物遭到損傷的地面建筑風險。并且，無人機自身風險也是地面建筑風險的誘發因素之一，這兩種風險在對無人機自身和建筑造成破壞的同時，也可能導致地面人員傷亡。

基于風險角度考慮，無人機可分為開放類、特殊類和審定類三種，其中特殊類(中風險)和審定類(高風險)無人機在運行之前需要進行風險評估，為了對無人機運行風險進行評估和管理，無人系統規則制定聯合體(JARUS)于2017年六月首次發布特殊類(特殊類是指視距外飛行或者與有人機在同一空域飛行的無人機。)運行風險評估管理方法(SORA)，主要是針對特殊類無人機的運行安全進行風險評估。2019年2月，民航局頒布特定類無人機試運行管理規程(暫行)，規程使用SORA方法，針對性地管理運行安全風險較高的無人機，批準實施部分試運行，以便為逐步建立標準和法規體系提供基礎。

SORA風險評估方法的具體步驟是：首先根據無人機本身特征信息(型號、大小尺寸等)和運行場景信息(飛行空域等級、是否超視距飛行等)評估無人機的地面風險等級(GRC)、空中風險等級(ARC),接著檢查無人機安全保障措施(是否含有降落傘、無人機失控時緊急安全措施等)的魯棒性等級，得到無人機的風險評估SAIL值等級，最后根據SAIL值等級給出無人機必須遵守的安全運行目標OSO(運營人員是否勝任、C3鏈路是否有效等)。主管當局通過SORA風險評估方法，向無人機操縱人員和無人機制造廠商要求相應的證明并進行核實，達到三方一起控制無人機自身風險的目的。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種針對城市環境的無人機風險評估方法及系統，控制城市環境內無人機自身風險和地面建筑風險。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種針對城市環境的無人機風險評估方法，包括以下步驟：

S1：設置需要評估的無人機的相關參數；所需要輸入的無人機的相關參數用于進行對于無人機在城市環境中運行帶來的兩種風險進行評估，形式將以具體的數學參數表達，相關參數分為無人機本身特征參數、無人機運行狀態參數和無人機運行場景參數三部分：

無人機本身參數包括：無人機類型、無人機質量、無人機尺寸和無人機預期動能參數，用于評估無人機本身的安全性；無人機本身參數還包括：降落傘面積和降落傘拖拽密度，用于評估無人機發生事故后采取的緩解事故嚴重程度的措施。