CN111707282B - 路径规划方法及路径规划系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机场飞行区域的路径规划方法，包括实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；根据步骤S1采集的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；采集高精度地图数据，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。本发明公开了一种用于机场飞行区域的路径规划系统。本发明能避免由于任务主导造成信息数据滞后产生的安全隐患，利于机场飞行区域内交通安全管理，能避免发生交通冲突和安全事故影响整个机场的运行效率。

Description

路径规划方法及路径规划系统

技术领域

本发明涉及航空领域，特别是涉及一种用于机场飞行区域的路径规划方法。本发明还涉及一种用于机场飞行区域的路径规划系统。

背景技术

对于机场飞行区域路网是一种庞大、复杂、动态的交通应用场景。传统的机场飞行区域路网数据采集往往需要在前期投入大量的人力进行OD调查和数据收集，结合飞机、车辆的任务(起点、终点以及时间等信息)形成机场飞行区域路网数据。依据该路网数据进行后续飞机、车辆的任务等管理，实现机场区域的交通管理。

飞机在地面上所遵循的路径通常由空中交通控制器或地面控制器，通过例如无线电通讯设备或其它常用设备如数字数据传输连接而指定给航空器，。车辆地面上所遵循的路径通常由其工作任务决定，通常是固定路径。传统的机场飞行区域路网数据采集是以区域内飞机、车辆的任务为主导，即使任务和路径形成一种对应关系，有任务则形成相应路径数据，再由机场区域内所有飞机、车辆的路径形成路网数据。

机场飞行区域内通常的路径规划给出起始点，也就是起点固定，目的地固定的一种方式。现有的机场飞行区域内路径规划方案存在以下缺陷：

1、机场飞行区域不属于开放空间(航空管制)，在相对封闭的情况下，机场飞行区域内交通、导航、地理信息等更新不及时容易造成安全隐患。

2、交通、导航、地理信息等更新不及时，不利于机场飞行区域内交通安全管理，容易发生交通冲突(车辆间交通冲突、车辆与航空器交通冲突等)，造成安全事故。

3、现有技术方案，一旦在机场飞行区域发生交通冲突(即使未发生事故的情况下)，也会影响到该交通冲突区域内(或相邻区域)车辆和航空器的运行。未发生交通冲突的车辆和航空器需要人为紧急调度(甚至原地待命)，严重影响机场运行效率。

机场飞行区域包括，航空器的起飞、降落、地勤服务、维修、装卸、卸脱等活动的区域。

路径，即飞机、车辆在机场区域所遵循的路线(从机场区域的一个点或区域到达所述区域的另一个点或区域)，特别地包括起飞和降落跑道、滑行道、转弯区、等候带、停机线、停止或驻停位置、机动区及停泊区、道路边线、车道线、停止线、减速线、道路交叉点、道路与航空器道路交叉点等。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种用于机场飞行区域能在交通冲突发生前、发生时和发生后快速、准确、智能、实时规划运行车辆和航空器路径的路径规划方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于机场飞行区域能在交通冲突发生前、发生时和发生后快速、准确、智能、实时规划运行车辆和航空器路径的路径规划系统。

为解决上述技术问题，本发明提供用于机场飞行区域的路径规划方法，包括以下步骤：

S1，实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

可选择的，航空器运行状态包括但不限于，降落状态、进港滑行状态、停靠机位；、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

可选择的，所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

可选择的，车辆任务分配状态包括但不限于，车辆分配任务和车辆当前任务变更；车辆分配任务，即指定了车辆的起点和终点，在机场飞行区域内不影响航空器的前提下，通常以最短行驶距离规划路径；

可选择的，路网动态数据包括但不限于，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

可选择的，机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据通过全球定位系统采集存储于云端数据库和或本地数据库采集，采集的机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据作为基础数据，可以是基于任务形成的机场飞行区域内飞机、车辆的路径构成的路网数据；

可选择的，所述道路路网数据包括，区域内车辆道路数据和车辆交通标识数据；

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素包括道路边线、车道线、停止线、减速线、道路交叉点、道路与航空器道路交叉点数据；

道路路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

可选择的，所述航空器路网数据包括，区域内航空器路径数据、航空器交通标识数据，以及航空器道路数据与车辆道路数据共有数据。

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素；扩展要素包括道路与航空器路网相交点、进机位点、机位点、跑道、停止线、滑行道闭合区数据；

航空器路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；所述车辆交通状态包括，车辆位置、车辆当前任务、车辆当前任务变更；

所述航空器交通状态，航空器位置、航空器当前任务和航空器当前任务变更。

S2，根据步骤S1采集的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

可选择的，实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径包括；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务结束或变更，以车辆当前位置为起始位置，以停车位或变更任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆当前任务变更，以车辆当前位置为起始位置，以分配最近停机位为目的地，计算车辆任务目的地路径；

S3，采用高精度地图，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图上；

可选择的，高精度地图数据可以由机场提供、实地采集或全球定位系统等技术手段提供。

S4，计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；

可选的，计算所有路径冲突点，所述路径冲突点包括但不限于，道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更则按步骤S4重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点。

S5，对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

可选择的，发出冲突预警时；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；

可选择的，第一预设距离范围为1米-100米，优选为20米。

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；

可选择的，第二预设距离范围为10米-500米，优选为200米。

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。

可选择的，第三预设距离范围为1米-500米，优选为200米。

本发明提供一种用于机场飞行区域的路径规划系统，包括：

信息采集模块，其适用于实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

可选择的，航空器运行状态包括但不限于，降落状态、进港滑行状态、停靠机位；、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

可选择的，所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

可选择的，车辆任务分配状态包括但不限于，车辆分配任务和车辆当前任务变更；车辆分配任务，即指定了车辆的起点和终点，在机场飞行区域内不影响航空器的前提下，通常以最短行驶距离规划路径；

可选择的，路网动态数据包括但不限于，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

可选择的，机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据通过全球定位系统采集存储于云端数据库和或本地数据库，采集的机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据作为基础数据，可以是基于任务形成的机场飞行区域内飞机、车辆的路径构成的路网数据；

可选择的，所述道路路网数据包括，区域内车辆道路数据和车辆交通标识数据；

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素包括道路边线、车道线、停止线、减速线、道路交叉点、道路与航空器道路交叉点数据；

道路路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

可选择的，所述航空器路网数据包括，区域内航空器路径数据、航空器交通标识数据，以及航空器道路数据与车辆道路数据共有数据。

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素；扩展要素包括道路与航空器路网相交点、进机位点、机位点、跑道、停止线、滑行道闭合区数据；

航空器路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；所述车辆交通状态包括，车辆位置、车辆当前任务、车辆当前任务变更；

所述航空器交通状态，航空器位置、航空器当前任务和航空器当前任务变更。

路径规划模块，其适用于根据信息采集模块的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

可选择的，路径规划模块采用以下方式实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务结束或变更，以车辆当前位置为起始位置，以停车位或变更任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆任务变变更，以车辆当前位置为起始位置，以分配停机位为目的地，计算车辆任务目的地路径。

整合模块，其适用于展示航空器及车辆动态信息在高精度地图上，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；

可选择的，高精度地图可以由机场提供、实地采集或全球定位系统等技术手段提供。

交通冲突点计算模块，其适用于计算高精度地图中路网上的所有交通冲突点；

可选择的，交通冲突点计算模块采用以下方式计算路网中的所有交通冲突点；

采集所有路径冲突点，所述路径冲突点包括道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更则按步骤路径规划模块重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点。

预警模块，其适用于对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

可选择的，预警模块采用以下方式判断发出冲突预警；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；

可选择的，第一预设距离范围为1米-100米，优选为20米。

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；

可选择的，第二预设距离范围为10米-500米，优选为200米。

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。

可选择的，第三预设距离范围为1米-500米，优选为200米。

本发明至少能实现以下技术效果：

1、实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态，相对现有技术机场飞行区域内所有交通设备位置、任务、工作等状态均为实时动态更新，能避免由于任务主导造成信息数据滞后产生的安全隐患。

2、机场飞行区域交通、导航、地理信息等实现动态采集实时更新，利于机场飞行区域内交通安全管理，能避免发生交通冲突(车辆间交通冲突、车辆与航空器交通冲突等)，避免安全事故。

3、机场飞行区域交通、导航、地理信息等实现动态采集实时更新，在根据实时更新数据动态规划路径，能消除以任务为主导规划路径的弊端。能避免由于任务临时变更 (现有技术任务变更会导致路径变更，路径变更信息更新不及时，进而造成交通冲突) 造成的交通冲突。

4、在发生未知不可避免突发情况时(自然灾害，例如雷击瘫痪车辆等；人为突然事件，比如工作人员突发疾病、劫持等)造成的突发性任务变更产生的交通冲突影响时，能将交通冲突影响限定在发生冲突点。能尽可能降低对相邻冲突点车辆和航空器运行的影响。使交通冲突周围车辆和航空器动态更新路径，避免影响整个机场的运行效率。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

本发明提供用于机场飞行区域的路径规划方法第一实施例，包括以下步骤：

S1，实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

S2，根据步骤S1采集的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

S3，采用高精度地图数据，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；

S4，计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；

S5，对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

本发明路径规划方法第一实施例，实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态，能避免由于任务主导造成信息数据滞后产生的安全隐患，利于机场飞行区域内交通安全管理，能避免发生交通冲突(车辆间交通冲突、车辆与航空器交通冲突等)，避免安全事故，能避免由于任务临时变更造成的交通冲突，避免影响整个机场的运行效率。

本发明提供用于机场飞行区域的路径规划方法第二实施例，包括以下步骤：

S1，实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

航空器运行状态包括但不限于，降落状态、进港滑行状态、停靠机位；、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

车辆任务分配状态包括但不限于，车辆分配任务和车辆当前任务变更；车辆分配任务，即指定了车辆的起点和终点，在机场飞行区域内不影响航空器的前提下，通常以最短行驶距离规划路径；

路网动态数据包括但不限于，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据通过全球定位系统采集存储于云端数据库和或本地数据库采集，采集的机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据作为基础数据，可以是基于任务形成的机场飞行区域内飞机、车辆的路径构成的路网数据；

所述道路路网数据包括，区域内车辆道路数据和车辆交通标识数据；

其中，机场飞行区域的路网动态数据采集可以通过以下步骤实现；

步骤1、获取机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据；

机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据通过全球定位系统采集存储于云端数据库和或本地数据库获取，获取的机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据作为本方案的基础数据，可以是基于任务形成的机场飞行区域内飞机、车辆的路径构成的路网数据；所述道路路网数据包括，区域内车辆道路数据和车辆交通标识数据；

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素包括道路边线、车道线、停止线、减速线、道路交叉点、道路与航空器道路交叉点数据；

道路路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

所述航空器路网数据包括，区域内航空器路径数据、航空器交通标识数据，以及航空器道路数据与车辆道路数据共有数据。

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素；扩展要素包括道路与航空器路网相交点、进机位点、机位点、跑道、停止线、滑行道闭合区数据；

航空器路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

步骤2、以车辆位置传感器位置为坐标系原点，车辆行驶方向为y轴，逆时针90 度延长线为x轴建立基础坐标系；

步骤3、利用基础坐标系与车道线的实时位置关系建立动态坐标系；

所述动态坐标系以基础坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点，与车辆行驶方向一致的延长线为y轴，逆时针90度延长线为x轴；

车辆直行时，动态坐标系的原点在车道中心线上保持不变(车身坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点)；x,y轴保持不变；

车辆转弯时，动态坐标系的原点在车道中心线上保持不变(车身坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点)；与道路中心线切线并与车辆方向一致的方向为y轴，逆时针90度延长线为x轴；

步骤4、采集车辆位置数据和车辆周围物体位置数据转换至基础坐标系下；

其中，所述物体位置数据包括移动物体位置数据和固定物体位置数据。

移动物体位置数据的动态要素包括，行人、低速行驶的物体、车辆、(道路上遗落物体)；

固定物体位置数据包括，路边设施、路边设备等；

步骤5、将车辆位置数据和车辆周围物体位置数据转换至动态坐标系下；

步骤6、将动态坐标系转换为指定坐标系。

可选择的，指定坐标系是WGS84坐标，或其它符合地理信息采集的数据坐标体系；

步骤7、补偿修正获得路网数据。

固定物体位置数据转换为指定坐标系时，增加预设偏移量后作为路网数据；

移动物体位置数据转换为指定坐标系时，结合传感器得到的距离信息做判断及计算。

S2，根据步骤S1采集的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

可选择的，实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径包括；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务结束或变更，以车辆当前位置为起始位置，以停车位或变更任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆当前任务变更，以车辆当前位置为起始位置，以分配最近停机位为目的地，计算车辆任务目的地路径。

S3，采集高精度地图数据，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图上；

可选择的，高精度地图数据可以由机场提供、实地采集或全球定位系统等技术手段提供。

S4，计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；

可选的，计算所有路径冲突点，所述路径冲突点包括但不限于，道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更则按步骤S4重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点。

S5，对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

可选择的，发出冲突预警时；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；

可选择的，第一预设距离范围为1米-100米，优选为20米。

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；

可选择的，第二预设距离范围为10米-500米，优选为200米。

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。

可选择的，第三预设距离范围为1米-500米，优选为200米。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

本发明路径规划系统的所有功能模块均能通过现有的硬件设备利用计算机编程的技术手段实现相应的功能。本发明提供一种用于机场飞行区域的路径规划系统第一实施例，包括：

信息采集模块，其适用于实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

路径规划模块，其适用于根据信息采集模块的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

整合模块，其适用于展示航空器及车辆动态信息在采集高精度地图上，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；

交通冲突点计算模块，其适用于计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；

预警模块，其适用于对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

本发明提供一种用于机场飞行区域的路径规划系统第二实施例，包括：

信息采集模块，其适用于实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

航空器运行状态包括但不限于，降落状态、进港滑行状态、停靠机位；、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

车辆任务分配状态包括但不限于，车辆分配任务和车辆当前任务变更；车辆分配任务，即指定了车辆的起点和终点，在机场飞行区域内不影响航空器的前提下，通常以最短行驶距离规划路径；

路网动态数据包括但不限于，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

其中，机场飞行区域的路网动态数据采集可以通过以下具有计算功能的硬件模块通过计算机编程手段执行下述步骤实现；

步骤1、获取机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据；

机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据通过全球定位系统采集存储于云端数据库和或本地数据库获取，获取的机场飞行区域道路路网数据和航空器路网数据作为本方案的基础数据，可以是基于任务形成的机场飞行区域内飞机、车辆的路径构成的路网数据；所述道路路网数据包括，区域内车辆道路数据和车辆交通标识数据；

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素包括道路边线、车道线、停止线、减速线、道路交叉点、道路与航空器道路交叉点数据；

道路路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

所述航空器路网数据包括，区域内航空器路径数据、航空器交通标识数据，以及航空器道路数据与车辆道路数据共有数据。

基本要素包括点、线及面数据；扩展要素；扩展要素包括道路与航空器路网相交点、进机位点、机位点、跑道、停止线、滑行道闭合区数据；

航空器路网数据的精度为厘米级GPS加差分定位，误差正负5厘米；

步骤2、以车辆位置传感器位置为坐标系原点，车辆行驶方向为y轴，逆时针90 度延长线为x轴建立基础坐标系；

步骤3、利用基础坐标系与车道线的实时位置关系建立动态坐标系；

所述动态坐标系以基础坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点，与车辆行驶方向一致的延长线为y轴，逆时针90度延长线为x轴；

车辆直行时，动态坐标系的原点在车道中心线上保持不变(车身坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点)；x,y轴保持不变；

车辆转弯时，动态坐标系的原点在车道中心线上保持不变(车身坐标系的原点与车道中心线的垂直交点为坐标原点)；与道路中心线切线并与车辆方向一致的方向为y轴，逆时针90度延长线为x轴；

步骤4、采集车辆位置数据和车辆周围物体位置数据转换至基础坐标系下；

其中，所述物体位置数据包括移动物体位置数据和固定物体位置数据。

移动物体位置数据的动态要素包括，行人、低速行驶的物体、车辆、(道路上遗落物体)；

固定物体位置数据包括，路边设施、路边设备等；

步骤5、将车辆位置数据和车辆周围物体位置数据转换至动态坐标系下；

步骤6、将动态坐标系转换为指定坐标系。

可选择的，指定坐标系是WGS84坐标，或其它符合地理信息采集的数据坐标体系；

步骤7、补偿修正获得路网数据。

固定物体位置数据转换为指定坐标系时，增加预设偏移量后作为路网数据；

移动物体位置数据转换为指定坐标系时，结合传感器得到的距离信息做判断及计算。

所述车辆交通状态包括，车辆位置、车辆当前任务、车辆当前任务变更；

所述航空器交通状态，航空器位置、航空器当前任务和航空器当前任务变更。

路径规划模块，其适用于根据信息采集模块的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径，采用以下方式实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆任务变变更，以车辆当前位置为起始位置，分配最近停车场为目的地，计算车辆任务目的地路径。

整合模块，其适用于展示航空器及车辆动态信息在高精度地图上，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图上；

高精度地图数据可以由机场提供、实地采集或全球定位系统等技术手段提供。

交通冲突点计算模块，其适用于计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点；

交通冲突点计算模块采用以下方式计算路网中的所有交通冲突点；

采集所有路径冲突点，所述路径冲突点包括道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更则按步骤路径规划模块重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点。

预警模块，其适用于对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

预警模块采用以下方式判断发出冲突预警；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；第一预设距离范围为1米-100米，优选为20米。

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；第二预设距离范围为10米-500米，优选为200米。

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。第三预设距离范围为1米-500米，优选为200米。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种路径规划方法，其用于机场飞行区域，其特征在于，包括以下步骤：

S1，实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

S2，根据步骤S1采集的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

S3，采用高精度地图数据，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；

S4，计算高精度地图上路网中的所有交通冲突点，计算路网中的所有交通冲突点包括；

采集所有路径冲突点，所述路径冲突点包括道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更状态时则按步骤S4重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点；

S5，对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

2.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于：

步骤S1中，所述航空器运行状态包括，降落状态、进港滑行状态、停靠机位、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

所述车辆任务分配状态包括，车辆当前任务和车辆当前任务变更；

所述路网动态数据包括，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

所述车辆交通状态包括，车辆位置、车辆当前任务、车辆当前任务变更；

所述航空器交通状态，航空器位置、航空器当前任务和航空器当前任务变更。

3.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于：

步骤S2中，实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径包括；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务结束或变更，以车辆当前位置为起始位置，以停车位或变更任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆当前任务变更，以车辆当前位置为起始位置，以分配的停机位为目的地，计算车辆任务目的地路径。

4.如权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于：

步骤S5中，发出冲突预警时；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。

5.一种路径规划系统，其用于机场飞行区域，其特征在于，包括：

信息采集模块，其适用于实时采集机场飞行区域航空器运行状态、任务中车辆行驶状态和车辆任务分配状态、路网动态数据、车辆交通状态和航空器交通状态；

路径规划模块，其适用于根据信息采集模块的数据实时动态规划车辆在航空器路网路径和道路路网路径；

整合模块，其适用于展示航空器及车辆动态信息在高精度地图上，将飞行区域内航空器和车辆的实时动态路径显示在所述高精度地图数据上；

交通冲突点计算模块，其适用于计算高精度地图中路网上的所有交通冲突点，其采用以下方式计算路网中的所有交通冲突点；

采集所有路径冲突点，所述路径冲突点包括道路路网交叉路口、航空器路网交叉口以及道路路网和航空器路网交叉点；

计算车辆在当前任务下到达各路径冲突点时间，计算航空器在当前任务下到达各路径冲突点时间；

若车辆和航空器在当前任务变更则按步骤路径规划模块重新进行工况路径规划后，重新计算车辆和航空器到达各路径冲突点时间；

筛选出同时出现车辆和航空器的路径冲突点，将该路径冲突点作为交通冲突点；

预警模块，其适用于对经过交通冲突点的车辆和航空器发出冲突预警。

6.如权利要求5所述的路径规划系统，其特征在于：

所述航空器运行状态包括，降落状态、进港滑行状态、停靠机位、离港滑行状态、起飞状态和飞行状态；

所述车辆任务分配状态包括，车辆当前任务和车辆当前任务变更；

所述路网动态数据包括，实时更新的道路路网数据和航空器路网数据；

所述任务中车辆行驶状态包括，行驶、等候、停车和驻车工作；

所述车辆交通状态包括，车辆位置、车辆当前任务、车辆当前任务变更；

所述航空器交通状态，航空器位置、航空器当前任务和航空器当前任务变更。

7.如权利要求5所述的路径规划系统，其特征在于：

路径规划模块采用以下方式实时规划车辆在航空器路网动态路径和道路路网动态路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务未变更，以车辆当前位置为起始位置，当前任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入道路路网，车辆当前任务结束或变更，以车辆当前位置为起始位置，以停车位或变更任务为目的地，计算车辆任务目的地路径；

车辆进入航空器路网，车辆当前任务变更，以车辆当前位置为起始位置，以分配的停机位为目的地，计算车辆任务目的地路径。

8.如权利要求5所述的路径规划系统，其特征在于：

预警模块采用以下方式判断发出冲突预警；

若为车辆与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第一预设距离时，两辆冲突车辆提示冲突预警；

若为航空器与航空器冲突，则航空器距离交通冲突点第二预设距离时，两架航空器提示冲突预警；

若为航空器与车辆冲突，则车辆距离交通冲突点第三预设距离时，提示车辆避让航空器。

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