CN107883954A - 用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备 - Google Patents

用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107883954A
CN107883954A CN201710866800.5A CN201710866800A CN107883954A CN 107883954 A CN107883954 A CN 107883954A CN 201710866800 A CN201710866800 A CN 201710866800A CN 107883954 A CN107883954 A CN 107883954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
summit
barrier
module
initial point
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710866800.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107883954B (zh
Inventor
让-克洛德·米尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations SAS filed Critical Airbus Operations SAS
Publication of CN107883954A publication Critical patent/CN107883954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107883954B publication Critical patent/CN107883954B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0034—Assembly of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0005—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot with arrangements to save energy
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0021—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located in the aircraft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • G08G5/0039—Modification of a flight plan
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/006—Navigation or guidance aids for a single aircraft in accordance with predefined flight zones, e.g. to avoid prohibited zones
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0078—Surveillance aids for monitoring traffic from the aircraft
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/04—Anti-collision systems
    • G08G5/045—Navigation or guidance aids, e.g. determination of anti-collision manoeuvers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G9/00—Traffic control systems for craft where the kind of craft is irrelevant or unspecified
    • G08G9/02—Anti-collision systems

Abstract

用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备。设备包括数据库、第一确定模块、第二确定模块、评估模块、存储模块，其中数据库包括关于障碍物的数据，第一确定模块用于确定由连接初始点和目标点的直接飞行路径所截取的至少一个障碍物，第二确定模块用于确定所截取的至少一个障碍物的至少一个横向极端顶点，评估模块用于向与横向极端顶点和初始点之间的段相对应的每个路段分配等级，存储模块用于在存储器中存储与具有最优等级的最佳极端顶点相对应的路段，最佳飞行路径对应于存储在存储器中的所有路段，前述模块被迭代地使用，设备还包括发送模块，发送模块用于向用户设备发送最佳飞行路径。

Description

用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于生成旨在供飞行器特别是运输机遵循的最佳飞行路径的方法和设备。
背景技术
本发明的目的是借助于机载工具实时地生成在受约束的动态环境下--即在可能包含飞行器必须避免与其相撞的对象或障碍物的环境下--适于飞行的最佳飞行路径。这些对象或这些障碍物特别地对应于移动对象例如气象扰动区比如暴风区，或其他飞行器。
众所周知，对飞行器的飞行路径的管理通常在机载飞行管理系统的控制下进行。特别地，对飞行计划的修改通常是复杂的过程，需要与飞行器的系统进行多次交互，而最终结果也不完全是最优的。特别地，这一方面是因为使用已公布的路线和程序所固有的困难和限制，另一方面是因为对已存在功能用于生成未公布的飞行路径的限制(例如“DIRTO”)。
文献FR 2968441描述了使得可以确定供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备。该文献提出用于实时地生成最佳飞行路径的算法，该算法可以被安装在飞行器上，生成可以在动态环境下飞行的飞行路径。该算法取决于，基于由飞行管理系统(FMS，代表英文中的Flight Management System)使用的元件对飞行器周围空间的离散化和基于距离接合点--飞行路径要到达的点--的直接距离而进行计算的启发法。该算法还通过启发法来优先考虑使飞行器的直接飞行路径相对于接合点的航向偏差最小化的解决方案。然而，使用的算法并未考虑用障碍物的位置和几何形状来预测与环境的碰撞。在每次迭代中生成新的候选位置并且后验地核实这些位置相对于环境限制是可采纳的，所述环境限制例如是在可以加入该新位置的飞行路径与障碍物之间没有碰撞。因此，该算法径直运行至接合点直到遇到障碍物，然后返回以通过尝试其他方向来绕过该障碍物。该算法的方法具有对不同的可能配置都相当稳健的特征，但是有时导致机载功能的长且不可接受的计算时间，这是因为缺少预测会使得算法在每一步无用地计算大量位置，这样的计算会产生后续步骤不可采用的位置。
可以对文献FR 2968441提出的解决方案进行优化。
发明内容
本发明的目的是克服无用计算的缺点。
为此，本发明涉及一种用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法，所述飞行路径被限定在当前点和目标点之间。
根据本发明，该方法包括被自动且迭代地执行的以下步骤：
a/由第一确定模块实施的第一确定步骤，包括：确定由连接初始点和目标点的直接飞行路径所截取的至少一个障碍物，该一个障碍物或更多个障碍物对应于在包含关于障碍物的数据的数据库中所包含的数据，以及在第一次迭代中，所述初始点对应于当前点，在第一次迭代之后的迭代中，初始点对应于最佳极端顶点；
b/由第二确定模块实施的第二确定步骤，包括：确定所截取的至少一个障碍物在直接飞行路径的任一侧上的至少一个横向极端顶点；
c/由评估模块实施的评估步骤，包括：向与横向极端顶点和初始点之间的段相对应的每个路段分配等级，等级代表该路段符合固定目标的能力，最优等级被分配给最佳极端顶点；
d/由第一存储模块实施的第一存储步骤，包括：在第一存储器中存储每个横向极端顶点和分配给该横向极端顶点的等级，以及初始点与横向极端顶点之间的飞行路径的路段；
e/由第二存储模块实施的第二存储步骤，包括：在第二存储器中存储与最佳极端顶点相对应的路段，
重复进行前面一系列步骤a/至e/，直到最佳极端顶点与目标点之间的路段不遇到任何障碍物，然后基于目标点和存储在第二存储器中的所有路段来反向重组最佳飞行路径；
在最后一次迭代之后，该方法还包括：
f/由发送模块实施的发送步骤，包括：向用户设备发送最佳飞行路径。
因此，本发明通过确定横向极端顶点考虑了障碍物的几何形状。所述方法和设备使得可以通过以下方式获得快速收敛：根据障碍物的几何形状来限定适应环境情况的可变启发法(或等级)，如此将文献FR 2968441中描述的计算算法调整成直接朝向可以在限制探索位置数量的同时找到解的方向。
有利地，第二确定步骤包括以下子步骤：
如果横向极端顶点从初始点直接可见，则由第一确定子模块实施的第一确定子步骤包括：确定从初始点直接可见的至少一个横向极端顶点的至少一个坐标，
如果横向极端顶点从初始点隐藏，则由第二确定子模块实施的第二确定子步骤，包括：执行以下子步骤：
-确定由连接初始点和隐藏的横向极端顶点的辅助飞行路径所截取的至少一个障碍物的子步骤；
-确定所截取的至少一个障碍物在辅助飞行路径的任一侧上的至少一个横向极端顶点的至少一个坐标的子步骤。
根据一个特征，评估步骤包括：针对每个横向极端顶点确定当前点与横向极端顶点之间的第一距离和该横向极端顶点与目标点之间的第二距离的和，等级与第一距离和第二距离的和成反比。
此外，在第一确定步骤之前是由转换模块实施的对障碍物进行转换的步骤，包括：将障碍物扩展函数应用于关于障碍物的数据。
本发明还涉及一种用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的设备，所述飞行路径被限定在当前点和目标点之间。
根据本发明，该设备包括：
-数据库，该数据库包括关于障碍物的数据，
-第一确定模块，其被配置成确定由连接初始点和目标点的直接飞行路径所截取的至少一个障碍物，一个或更多个障碍物对应于数据库中所包含的数据，在第一次迭代中，初始点对应于当前点，在第一次迭代之后的迭代中，初始点对应于最佳极端顶点；
-第二确定模块，其被配置成确定所截取的至少一个的障碍物在直接飞行路径的任一侧上的至少一个横向极端顶点；
-评估模块，其被配置成向与横向极端顶点和初始点之间的段相对应的每个路段分配等级，等级代表该路段符合固定目标的能力，最优等级被分配给最佳极端顶点；
-第一存储模块，其被配置成在第一存储器中存储每个横向极端顶点和分配给该横向极端顶点的等级、以及初始点与该横向极端顶点之间的飞行路径的路段；
-第二存储模块，其被配置成在第二存储器中存储与最佳极端顶点相对应的路段，
前述模块被配置成被迭代地使用，直到最佳极端顶点与目标点之间的路段不遇到任何障碍物，然后基于目标点和存储在第二存储器中的所有路段来反向重组最佳飞行路径；
设备还包括发送模块，发送模块被配置成向用户设备发送最佳飞行路径。
有利地，第二确定模块包括：
-第一确定子模块，其被配置成：如果横向极端顶点从初始点直接可见，则确定从初始点直接可见的至少一个横向极端顶点的至少一个坐标；
-第二确定子模块，其被配置成：如果横向极端顶点从初始点隐藏，则执行以下子步骤：
-确定由连接初始点和隐藏的横向极端顶点的辅助飞行路径所截取的至少一个障碍物的子步骤；
-确定所截取的至少一个障碍物在辅助飞行路径的任一侧上的至少一个横向极端顶点的至少一个坐标的子步骤。
此外，设备包括转换模块，该转换模块被配置成将障碍物扩展函数应用于关于障碍物的数据。
本发明还涉及一种飞行器，特别地涉及一种运输飞行器，该飞行器包括用于生成最佳飞行路径的设备，例如以上所述的设备。
附图说明
通过阅读参照附图给出的描述，本发明及其特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
-图1是用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的设备的实施方式的框图；
-图2是对从当前点起的横向极端顶点进行确定的图形表示；
-图3是对分配给飞行路径的路段的等级进行确定的示例的图形表示；
-图4是对从初始点起被直接飞行路径截取的障碍物进行确定的图形表示；
-图5是对从直接可见的横向极端顶点起被直接飞行路径截取的障碍物进行确定的图形表示；
-图6是对从初始点隐藏的横向极端顶点进行确定的图形表示；
-图7是对隐藏的横向极端顶点和目标点之间的直接飞行路径进行确定的图形表示；
-图8是由本发明方法确定的最佳飞行路径的图形表示；
-图9示出了用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法的框图。
具体实施方式
将参照上述附图来进行以下描述。
图1示出了用于至少生成旨在供飞行器(AC)遵循的最佳飞行路径15(图8)的设备1的实施方式。
最佳飞行路径15被限定在当前点Pc和目标点Pf之间(图2)。
最佳飞行路径包括横向飞行路径和竖向飞行路径。
当前点Pc对应于飞行器AC的当前位置，从该位置起对最佳飞行路径15进行确定。目标点Pf对应于最佳飞行路径15的最终位置。
所述设备(图1)包括数据库11，数据库11包括关于障碍物14的数据。
关于障碍物14的数据对应于包括代表障碍物的多组点的一组数据。每个障碍物14由空间中的一组点来限定。通常，用于障碍物14的一组点形成多面体。形成障碍物14的多面体具有由段分隔的面。至少两个段相连的点对应于三维中多面体的顶点。
关于障碍物14的数据可以是多种类型：
-地形数据，代表固定的约束；
-气象数据，可以来自于飞行器上的气象监测或可以通过以常规数据传输链路为媒介来接收；以及
-关于周围飞行器的数据，包含在给定周界内识别的飞行器的飞行计划和预测。
所述设备1还包括确定模块COMP1 10(“COMP1”代表英文中的“computationmodule(计算模块)”)、确定模块COMP2 20、评估模块EVAL 30(“EVAL”代表英文中的“evaluation module(评估模块)”)、存储模块MEM1 40(“MEM”代表英文中的“memorizationmodule(存储模块)”)和存储模块MEM2 50。
模块10、模块20和模块30与模块40和模块50一起实施如下所述的迭代处理。
确定模块10被配置成确定由连接初始点和目标点Pf的直接飞行路径13截取的至少一个障碍物14(图4)。直接飞行路径13对应于直线飞行路径。
在第一次迭代中，初始点对应于当前点Pc。在第一次迭代之后的迭代中，初始点对应于最佳极端顶点。下面对最佳极端顶点进行限定。
确定模块20被配置成从障碍物14(多面体)的顶点中至少确定所截取的至少一个障碍物14在直接飞行路径13的任一侧上的顶点，该顶点也被称为横向极端顶点16和横向极端顶点17(图2)。
横向极端顶点16和横向极端顶点17对应于障碍物14的顶点，该顶点可以通过直线连接到初始点并且该直线仅在该顶点处与障碍物14相交。
评估模块30被配置成向与横向极端顶点16和初始点之间的段相对应的每个路段18分配等级。等级代表路段18符合固定目标的能力。最优等级被分配给最佳极端顶点。
根据一个实施方式，按如下方式确定等级(图3)。评估模块30针对每个极端顶点16确定当前点Pc与极端顶点16之间的第一距离d11或d21和该极端顶点16与目标点Pf之间的第二距离d12或d22的和。所分配的等级与第一距离d11(或相应的d21)和第二距离d12(或相应的d22)的和成反比。因此，固定目标被限定成和越小，等级越好。
第一存储模块40被配置成在第一存储器41中存储每个可见的横向极端顶点16和分配给该横向极端顶点16的等级、以及限定在初始点和该极端顶点16之间的路段18。
第二存储模块50被配置成在第二存储器51中存储限定在初始点和最佳极端顶点之间的路段18。
前述模块被配置成被迭代地使用直到最佳极端顶点与目标点Pf之间的路段18不遇到任何障碍物14。
最佳飞行路径15由用于反向计算的模块根据目标点Pf和存储在第二存储器51中的一组路段18向当前点Pc反向重组。
设备1还包括发送模块60，发送模块60被配置成向用户设备70发送最佳飞行路径15。例如，用户设备包括FMS系统。
根据一个实施方式，确定模块20包括子确定模块COMP3 21和子确定模块COMP422。
子确定模块21被配置成：如果横向极端顶点16从初始点直接可见，则确定从初始点直接可见的至少一个横向极端顶点16的至少一个坐标。
如果连接初始点和横向极端顶点16的段在初始点和所述横向极端顶点16之间不与任何障碍物相交，则该横向极端顶点16是直接可见的。
在图2所示的示例中，初始点对应于当前点Pc。然而，初始点可以对应于最佳极端顶点16。在图2中，仅有的可以直接可见的横向极端顶点对应于参考a。在图4所示的示例中，初始点对应于最佳极端顶点16。从所述横向极端顶点16直接可见的横向极端顶点对应于参考c和参考d。
子确定模块22被配置成在横向极端顶点17从当前点隐藏的情况下，执行以下子步骤：
-确定由连接初始点和隐藏横向极端顶点17的辅助飞行路径19所截取的至少一个障碍物14的子确定步骤，
-确定所截取的至少一个障碍物14在辅助飞行路径19的任一侧上的至少一个横向极端顶点16的至少一个坐标的子确定步骤。
如果连接初始点和横向极端顶点17的段19与除包含该横向极端顶点17的障碍物14之外的至少一个障碍物14相交，则该横向极端顶点17是隐藏的。
在图2所示的示例中，从当前位置Pc隐藏的横向极端顶点对应于参考b、参考c和参考d。由子确定模块22识别的在连接初始点和与参考b相对应的隐藏极端横向顶点的辅助飞行路径19的任一侧上的、从当前点Pc直接可见的横向极端顶点，对应于参考e和参考f。
由设备1获得的最佳飞行路径15可能不适于飞行，这是因为例如该路径不符合飞行器AC的飞行路径的曲率半径。也不能将该飞行路径用作向FMS系统提供的飞行计划，这是因为例如根据代表要避开的障碍物14的多面体顶点，FMS系统可以基于该飞行计划构建的飞行路径可能受障碍物14干扰。
为此，下面描述可以获得适于飞行的飞行路径的至少两个变型实施方式。
根据一个特征，所述设备包括转换模块12，转换模块12包括将障碍物14扩展函数应用于关于障碍物14的数据。转换模块12可以例如以位似的方式扩展多面体。通过该扩展，可以在不改变多面体的形状的情况下增加多面体的尺寸。
该特征可以提供在计算FMS系统的飞行路径时所需的裕量，FMS系统可以使用所计算的飞行路径作为参考飞行计划。
在优选的实施方式中，通过实施以下方法来使用设备1以用于生成旨在供飞行器AC遵循的最佳飞行路径，例如如上所述的路径。
所述方法包括被自动且迭代地执行的以下步骤(图9)：
a/由确定模块10实施的第一确定步骤E1，包括：确定由连接初始点和目标点Pf的直接飞行路径13所截取的至少一个障碍物14，在第一次迭代中，初始点对应于当前点Pc(图2)，在第一次迭代之后的迭代中，初始点对应于最佳极端顶点16(图4、图5、图6、图7)；
b/由确定模块20实施的第二确定步骤E2，包括：确定所截取的至少一个障碍物14在直接飞行路径13的任一侧上的至少一个横向极端顶点16和17(图2和图4)；
c/由评估模块30实施的评估步骤E3，包括：向与横向极端顶点16和初始点之间的段相对应的每个路段18分配等级。等级代表路段18符合固定目标的能力。最优等级被分配给最佳极端顶点；
d/由存储模块40实施的第一存储步骤E4，包括：在存储器41中存储每个极端顶点16和分配给该横向极端顶点16的等级、以及初始点与该横向极端顶点之间的飞行路径的路段18；
e/由存储模块50实施的第二存储步骤E5，包括：在存储器51中存储与最佳极端顶点相对应的路段18；
重复进行前面一系列步骤a/至e/，直到最佳极端顶点与目标点Pf之间的路段18不遇到任何障碍物14。然后根据目标点Pf和存储在存储器51中的一组路段18来反向重组最佳飞行路径15(图8)。
在最后一次迭代之后，方法还包括f/由发送模块60实施的发送步骤E5，包括：向用户设备70发送最佳飞行路径15。
根据一个实施方式，第二确定步骤E2包括以下子步骤：
如果横向极端顶点16从初始点直接可见，则该方法包括由第一子确定模块21实施的第一子确定步骤E21，包括：确定从初始点直接可见的至少一个横向极端顶点16的至少一个坐标，
如果横向极端顶点17从初始点隐藏，则该方法包括由子确定模块22实施的第二子确定步骤E22，包括执行以下子步骤：
-确定由连接初始点和隐藏横向极端顶点17的辅助飞行路径19所截取的至少一个障碍物14的子确定步骤E221，
-确定所截取的至少一个障碍物14在辅助飞行路径19的任一侧上的至少一个横向极端顶点的至少一个坐标的子确定步骤E222。
有利地，评估步骤E3包括：针对每个极端顶点16确定当前点Pc与极端顶点16之间的第一距离d11和该极端顶点16与目标点Pf之间的第二距离d12的和。所确定的等级与第一距离d11和第二距离d12的和成反比。固定目标对应于以下事实：和越小，等级越好。
此外，在第一确定步骤E1之前是由转换模块12实施的对障碍物进行转换的步骤E10，包括：将障碍物扩展函数应用于关于障碍物14的数据。
该方法和设备1使得可以通过以下方式获得快速收敛：在每个步骤中根据障碍物的几何形状来限定适应环境情况的启发法(或等级)，如此将计算算法调整成直接朝向可以在限制探索位置数量的同时找到解的方向。
为此，对限定要避开的障碍物14的多面体的顶点16进行识别，以给出绕过障碍物14要遵循的相对于直接飞行路径13最短的接续方向。然后获得为虚线18的形式的准飞行路径15。准飞行路径15在不借助于对当前点Pc和要生成的飞行路径的最终点Pf之间的空间参考的完全离散化的情况下将与飞行器AC的使用相关联的全部操作要求纳入考虑，这使得可以更快地计算飞行路径。然而，该飞行路径本身并不总是适于飞行的。这是为什么在之后可以应用文献FR 2968441的方法，通过在每次迭代中调整所分配的等级，优先考虑靠近本发明中确定的每个路段18的航向偏差以便快速收敛，从而获得适于飞行的飞行路径。

Claims (8)

1.一种用于生成旨在供飞行器(AC)遵循的最佳飞行路径(15)的方法，所述飞行路径被限定在当前点(Pc)和目标点(Pf)之间，其特征在于，所述方法包括被自动且迭代地执行的以下步骤：
a/由第一确定模块(10)实施的第一确定步骤(E1)，包括：确定由连接初始点和所述目标点(Pf)的直接飞行路径(13)所截取的至少一个障碍物(14)，一个或更多个所述障碍物(14)对应于在包含关于所述障碍物(14)的数据的数据库(11)中所包含的数据，以及在第一次迭代中，所述初始点对应于所述当前点(Pc)，在所述第一次迭代之后的迭代中，所述初始点对应于最佳极端顶点；
b/由第二确定模块(20)实施的第二确定步骤(E2)，包括：确定所截取的至少一个所述障碍物(14)在所述直接飞行路径(13)的任一侧上的至少一个横向极端顶点(16、17)；
c/由评估模块(30)实施的评估步骤(E3)，包括：向与横向极端顶点(16)和所述初始点之间的段相对应的每个路段(18)分配等级，所述等级代表所述路段(18)符合固定目标的能力，最优等级被分配给所述最佳极端顶点；
d/由第一存储模块(40)实施的第一存储步骤(E4)，包括：在第一存储器(41)中存储每个横向极端顶点(16)和分配给所述横向极端顶点(16)的等级、以及所述初始点与所述横向极端顶点(16)之间的飞行路径的路段(18)；
e/由第二存储模块(50)实施的第二存储步骤(E5)，包括：在第二存储器(51)中存储与所述最佳极端顶点相对应的所述路段(18)；
重复进行前面一系列步骤a/至e/，直到最佳极端顶点(16、17)与所述目标点(Pf)之间的路段(18)不遇到任何障碍物(14)，然后基于所述目标点(Pf)和存储在所述第二存储器(51)中的所有路段(18)来反向重组所述最佳飞行路径(15)；
在最后一次迭代之后，所述方法还包括：
f/由发送模块(60)实施的发送步骤(E6)，包括：向用户设备(70)发送所述最佳飞行路径(15)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二确定步骤(E2)包括以下子步骤：
如果横向极端顶点(16)从所述初始点直接可见，则由第一确定子模块(21)实施的第一确定子步骤(E21)包括：确定从所述初始点直接可见的至少一个横向极端顶点(16)的至少一个坐标，
如果横向极端顶点(17)从所述初始点隐藏，则由第二确定子模块(22)实施的第二确定子步骤(E22)包括执行以下子步骤：
-确定由连接所述初始点和隐藏的所述横向极端顶点(17)的辅助飞行路径(19)所截取的至少一个障碍物(14)的子步骤(E221)，
-确定所截取的至少一个所述障碍物(14)在所述辅助飞行路径(19)的任一侧上的至少一个横向极端顶点(17)的至少一个坐标的子步骤(E222)。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述评估步骤(E3)包括：针对每个横向极端顶点(16)确定所述当前点(Pc)与所述横向极端顶点(16)之间的第一距离(d11、d21)和所述横向极端顶点(16)与所述目标点(Pf)之间的第二距离(d21、d22)的和，所述等级与所述第一距离(d11、d21)和所述第二距离(d21、d22)的和成反比。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一确定步骤(E1)之前是由转换模块(12)实施的对所述障碍物(14)进行转换的步骤(E10)，包括：将障碍物扩展函数应用于关于所述障碍物(14)的数据。
5.一种用于生成旨在供飞行器(AC)遵循的最佳飞行路径(15)的设备，所述飞行路径(15)被限定在当前点(Pc)和目标点(Pf)之间，其特征在于所述设备包括：
-数据库(11)，所述数据库(11)包括关于障碍物(14)的数据；
-第一确定模块(10)，所述第一确定模块(10)被配置成确定由连接初始点和所述目标点(Pf)的直接飞行路径(13)所截取的至少一个障碍物(14)，一个或更多个所述障碍物(14)对应于所述数据库(11)中所包含的数据，在第一次迭代中，所述初始点对应于所述当前点(Pc)，在所述第一次迭代之后的迭代中，所述初始点对应于最佳极端顶点；
-第二确定模块(20)，所述第二确定模块(20)被配置成确定所截取的至少一个所述障碍物(14)在所述直接飞行路径(13)的任一侧上的至少一个横向极端顶点(16、17)；
-评估模块(30)，所述评估模块(30)被配置成向与横向极端顶点(16)和所述初始点之间的段相对应的每个路段(18)分配等级，所述等级代表所述路段(18)符合固定目标的能力，最优等级被分配给所述最佳极端顶点；
-第一存储模块(40)，所述第一存储模块(40)被配置成在第一存储器(41)中存储每个横向极端顶点(16)和分配给所述横向极端顶点(16)的等级、以及所述初始点与所述横向极端顶点(16)之间的所述路段(18)；
-第二存储模块(50)，所述第二存储模块(50)被配置成在第二存储器(51)中存储与所述最佳极端顶点相对应的所述路段(18)；
前述模块被配置成被迭代地使用，直到最佳极端顶点(16、17)与所述目标点(Pf)之间的路段(18)不遇到任何障碍物(14)，然后基于所述目标点(Pf)和存储在所述第二存储器(51)中的所有路段(18)来反向重组所述最佳飞行路径；
所述设备(1)还包括发送模块(60)，所述发送模块(60)被配置成向用户设备(70)发送所述最佳飞行路径(15)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二确定模块(20)包括：
-第一确定子模块(21)，所述第一确定子模块(21)被配置成：如果横向极端顶点(16)从所述初始点直接可见，则确定从所述初始点直接可见的至少一个横向极端顶点(16)的至少一个坐标；
-第二确定子模块(22)，所述第二确定子模块(22)被配置成：如果横向极端顶点(17)从所述初始点隐藏，则执行以下子步骤：
-确定由连接所述初始点和隐藏的所述横向极端顶点(17)的辅助飞行路径(19)所截取的至少一个所述障碍物(14)的子步骤(E221)；
-确定所截取的至少一个所述障碍物(14)在所述辅助飞行路径(19)的任一侧上的至少一个横向极端顶点(17)的至少一个坐标的子步骤(E222)。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括转换模块(12)，所述转换模块(12)被配置成将障碍物扩展函数应用于关于所述障碍物(14)的数据。
8.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括根据权利要求5至7中任一项所述的设备(1)。
CN201710866800.5A 2016-09-29 2017-09-22 用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备 Active CN107883954B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1659319A FR3056778B1 (fr) 2016-09-29 2016-09-29 Procede et dispositif de generation d'une trajectoire de vol optimale destinee a etre suivie par un aeronef.
FR1659319 2016-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107883954A true CN107883954A (zh) 2018-04-06
CN107883954B CN107883954B (zh) 2022-11-11

Family

ID=57796486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710866800.5A Active CN107883954B (zh) 2016-09-29 2017-09-22 用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10475347B2 (zh)
CN (1) CN107883954B (zh)
FR (1) FR3056778B1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3415868A3 (en) * 2015-07-14 2018-12-26 The Boeing Company Method and system for autonomous generation of shortest lateral paths for unmanned aerial systems
FR3072815B1 (fr) * 2017-10-19 2019-09-27 Airbus Operations Ensemble de gestion de vol pour aeronef
FR3078583B1 (fr) * 2018-03-02 2020-03-13 Airbus Defence And Space Sas Systemes et procedes d'aide a l'evitement de collisions entre aeronefs ou navires
FR3083909B1 (fr) * 2018-07-11 2020-10-02 Dassault Aviat Systeme de calcul de mission d'un aeronef par combinaison d'algorithmes et procede associe
US11869371B2 (en) * 2018-11-09 2024-01-09 Rakuten Group, Inc. Unmanned aerial vehicle traffic management apparatus, takeoff and landing facility management apparatus, unmanned aerial vehicle traffic management method, and unmanned aerial vehicle system
CN111507652A (zh) * 2019-01-30 2020-08-07 顺丰科技有限公司 任务路径确定方法及装置
FR3094084B1 (fr) 2019-03-18 2021-06-18 Dassault Aviat Systeme de calcul de mission d'un aeronef utilisant au moins une courbe d'iso-deplacement etendue et procede associe
US11270593B2 (en) 2019-09-20 2022-03-08 Honeywell International Inc. Advisory method and system for flight trajectory optimization

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2789771A1 (fr) * 1999-02-12 2000-08-18 Sextant Avionique Procede pour la generation d'une trajectoire horizontale d'evitement de zones dangereuses pour un aeronef
FR2868835A1 (fr) * 2004-04-09 2005-10-14 Thales Sa Procede de selection, pour un aeronef, d'un point d'acces a une zone de libre evolution laterale
EP1856481A1 (fr) * 2005-03-07 2007-11-21 Tdf Procédé de localisation au sein d'un réseau d'un élément associé à une position géographique, serveur de localisation et programme d'ordinateur correspondants
CN101077578A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 北京控制工程研究所 一种基于二元环境信息的移动机器人局部路径规划方法
CN101118622A (zh) * 2007-05-25 2008-02-06 清华大学 在城市环境下微型飞行器三维轨迹仿真方法
CN101136081A (zh) * 2007-09-13 2008-03-05 北京航空航天大学 基于蚁群智能的无人作战飞机多机协同任务分配方法
JP2009019942A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Nikon Corp 形状測定方法、プログラム、および形状測定装置
US20100094485A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Eads Deutschland Gmbh Computation-Time-Optimized Route Planning for Aircraft
CN102566571A (zh) * 2010-12-07 2012-07-11 空中客车营运有限公司 用于构建供飞行器遵循的最优飞行路线的方法和装置
US20120236688A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Glenn Spencer Barrier detection system and method
CN102901500A (zh) * 2012-09-17 2013-01-30 西安电子科技大学 基于概率a星与智能体混合的飞行器最优路径确定方法
CN103576680A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 中国原子能科学研究院 一种机器人路径规划方法及装置
CN103823466A (zh) * 2013-05-23 2014-05-28 电子科技大学 一种动态环境下移动机器人路径规划方法
CN104457775A (zh) * 2014-12-12 2015-03-25 北京航天宏图信息技术有限责任公司 路径确定方法、装置和导航仪
CN104516350A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 沈阳工业大学 一种复杂环境中的移动机器人路径规划方法
FR3022625A1 (fr) * 2014-06-19 2015-12-25 Airbus Operations Sas Procede et dispositif de determination et de presentation d'impacts de couts generes par des ecarts lateraux de route d'un aeronef.
CN105716618A (zh) * 2016-02-05 2016-06-29 哈尔滨工程大学 一种用于uuv航路规划的几何环境模型膨化处理方法
CN105843253A (zh) * 2016-04-08 2016-08-10 北京博瑞空间科技发展有限公司 无人机的路径规划方法及系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749677B1 (fr) * 1996-06-07 1998-09-11 Sextant Avionique Procede de pilotage automatique d'un vehicule pour l'evitement lateral d'une zone fixe
US6317690B1 (en) * 1999-06-28 2001-11-13 Min-Chung Gia Path planning, terrain avoidance and situation awareness system for general aviation
US6529821B2 (en) * 2001-06-05 2003-03-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Route planner with area avoidance capability
US20100145552A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Lockheed Martin Corporation Route planning using ground threat prediction

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2789771A1 (fr) * 1999-02-12 2000-08-18 Sextant Avionique Procede pour la generation d'une trajectoire horizontale d'evitement de zones dangereuses pour un aeronef
FR2868835A1 (fr) * 2004-04-09 2005-10-14 Thales Sa Procede de selection, pour un aeronef, d'un point d'acces a une zone de libre evolution laterale
EP1856481A1 (fr) * 2005-03-07 2007-11-21 Tdf Procédé de localisation au sein d'un réseau d'un élément associé à une position géographique, serveur de localisation et programme d'ordinateur correspondants
CN101118622A (zh) * 2007-05-25 2008-02-06 清华大学 在城市环境下微型飞行器三维轨迹仿真方法
CN101077578A (zh) * 2007-07-03 2007-11-28 北京控制工程研究所 一种基于二元环境信息的移动机器人局部路径规划方法
JP2009019942A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Nikon Corp 形状測定方法、プログラム、および形状測定装置
CN101136081A (zh) * 2007-09-13 2008-03-05 北京航空航天大学 基于蚁群智能的无人作战飞机多机协同任务分配方法
US20100094485A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Eads Deutschland Gmbh Computation-Time-Optimized Route Planning for Aircraft
CN102566571A (zh) * 2010-12-07 2012-07-11 空中客车营运有限公司 用于构建供飞行器遵循的最优飞行路线的方法和装置
US20120236688A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Glenn Spencer Barrier detection system and method
CN103576680A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 中国原子能科学研究院 一种机器人路径规划方法及装置
CN102901500A (zh) * 2012-09-17 2013-01-30 西安电子科技大学 基于概率a星与智能体混合的飞行器最优路径确定方法
CN103823466A (zh) * 2013-05-23 2014-05-28 电子科技大学 一种动态环境下移动机器人路径规划方法
CN104516350A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 沈阳工业大学 一种复杂环境中的移动机器人路径规划方法
FR3022625A1 (fr) * 2014-06-19 2015-12-25 Airbus Operations Sas Procede et dispositif de determination et de presentation d'impacts de couts generes par des ecarts lateraux de route d'un aeronef.
CN104457775A (zh) * 2014-12-12 2015-03-25 北京航天宏图信息技术有限责任公司 路径确定方法、装置和导航仪
CN105716618A (zh) * 2016-02-05 2016-06-29 哈尔滨工程大学 一种用于uuv航路规划的几何环境模型膨化处理方法
CN105843253A (zh) * 2016-04-08 2016-08-10 北京博瑞空间科技发展有限公司 无人机的路径规划方法及系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FLEMMING SCHØLER: "Generating approximative minimum length paths in 3D for UAVs", 《2012 IEEE INTELLIGENT VEHICLES SYMPOSIUM》 *
HAN-PANG HUANG: "Dynamic visibility graph for path planning", 《PROCEEDINGS OF 2004 IEEELRSL INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS 》 *
YONGMIN ZHONG: "A new neural network for robot path planning", 《2008 IEEE/ASME INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED INTELLIGENT MECHATRONICS》 *
刘娅: "基于可视图法的避障路径生成及优化", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)基础科学辑》 *
黎萍: "基于可视图与A*算法的路径规划", 《计算机工程》 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3056778B1 (fr) 2018-10-26
FR3056778A1 (fr) 2018-03-30
US10475347B2 (en) 2019-11-12
US20180090015A1 (en) 2018-03-29
CN107883954B (zh) 2022-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107883954A (zh) 用于生成旨在供飞行器遵循的最佳飞行路径的方法和设备
CN109375636A (zh) 无人机航线的生成方法、装置、无人机和存储介质
CN111079619B (zh) 用于检测图像中的目标对象的方法和装置
CN111142557B (zh) 无人机路径规划方法、系统、计算机设备及可读存储介质
US11295517B2 (en) Generating realistic point clouds
CN110286387A (zh) 应用于自动驾驶系统的障碍物检测方法、装置及存储介质
CN107862738A (zh) 一种基于移动激光测量点云进行室内结构化三维重建方法
WO2020216315A1 (zh) 一种参考行驶线快速生成方法、系统、终端和存储介质
CN110162090A (zh) 一种基于 gis 数据的无人机航线规划系统和方法
CN105825719B (zh) 无人机巡查航线的生成方法及装置
CN105043382B (zh) 无人机巡航方法及装置
KR102099136B1 (ko) 유무인비행체를 위한 3d 공중도로 네트워크 생성 장치 및 방법
KR102099137B1 (ko) 유무인비행체를 위한 3d 공중도로 안내 서비스 제공 장치 및 방법
CN105806360A (zh) 基于气象条件的导航辅助方法
CN113591518B (zh) 一种图像的处理方法、网络的训练方法以及相关设备
Gingras et al. Path planning based on fluid mechanics for mobile robots using unstructured terrain models
US20190147749A1 (en) System and Method for Mission Planning, Flight Automation, and Capturing of High-Resolution Images by Unmanned Aircraft
KR20200043005A (ko) 이미지 인식 모델을 트레이닝시키는 장치 및 방법과 이미지 인식 장치 및 방법
CN116518960B (zh) 路网更新方法、装置、电子设备和存储介质
US10909875B2 (en) Method and system for determining a recirculation effect from an obstacle on a main rotor induced velocity of a simulated rotorcraft
CN117289301A (zh) 一种未知越野场景下空地无人平台协同路径规划方法
Bai et al. Cyber mobility mirror for enabling cooperative driving automation: A co-simulation platform
US20220180193A1 (en) Three-dimensional object detection using pseudo-labels
CN116403174A (zh) 一种端到端自动驾驶方法、系统、仿真系统及存储介质
CN116977575A (zh) 一种数据处理方法、装置及计算机可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant