[发明专利]一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法

权利要求书

1.一种基于多样环境因素的低空飞行器避撞能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立半球体障碍物模型，比较障碍物高度H与低空飞行器最大飞行高度H_max的大小；

2)H＜H_max时，选择爬升越障进行避障；当H≥H_max选择侧面绕障的方式进行避撞；

爬升越障：

① 设低空飞行器采取避撞措施时所在位置O(xo，yo，zo)与障碍物中线的距离为避撞缓冲区，长度设为D；

② 计算低空飞行器避撞过程中最大仰角为α，α＝kD；避撞过程中，距障碍物的最近距离为L_min；

③ 得出无人机的避撞能力计算公式：

S—避障能力，值越大避障能力越强；

δ—仰角影响权重系数；

β—最小距离影响权重系数；

ω—速度影响权重系数；

v_t—距障碍物最近时的空速；

K—避撞缓冲区长度与越障最大仰角的关系系数；

D—避撞缓冲区长度；

侧面绕障：

① 设低空飞行器在A(xo,yo)处采取避撞措施，并以最小转弯半径采取避撞措施；

② 低空飞行器以最小转弯半径采取避撞措施，形成的弧形轨迹距障碍物的最近距离为L_min，障碍物上距避撞轨迹的最近点为P(xp，yp)；

③ P_O为实际避撞区域，长度为D₀；

④ 得到绕障避障能力评估方法：

S—避障能力，值越大避障能力越强；

R—避障过程中低空低空飞行器选用的最小转弯半径；

λ—半径影响权重系数；

D—避障过程中的最大缓冲区；

D₀—避障过程中的实际缓冲区；

μ—缓冲区影响权重系数；

3)基于式1，式2得出避撞能力S的大小，用于评价低空飞行器的避撞能力紧急避撞：

① 设具有碰撞风险的低空飞行器A,B，紧急避撞临界值为R，速度为V_A,V_B；

② 得到紧急避撞公式：

E—避障能力，值越大避障能力越强；

δ—方位角角影响权重系数；

K—紧急避撞区边界值与方位角的关系系数；

D—紧急避撞区边界值；

β—距离影响权重系数；

ω—速度影响权重系数；

Δv—临界状态下空速差，Δv＝|V_Asinα_A-V_Bsinα_B|；α_A为A低空飞行器的方向角，α_B为B低空飞行器的方向角。