CN116859962A - 一种航空器着陆障碍物规避方法及系统 - Google Patents

一种航空器着陆障碍物规避方法及系统 Download PDF

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CN116859962A CN202311016122.5A CN202311016122A CN116859962A CN 116859962 A CN116859962 A CN 116859962A CN 202311016122 A CN202311016122 A CN 202311016122A CN 116859962 A CN116859962 A CN 116859962A
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李首庆
潘佳南
姚尧
曾满洲
闫立
张智杰
刘家欣
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Abstract

本发明公开了航空器着陆技术领域的一种航空器着陆障碍物规避方法及系统,该方法包括以下步骤:基于环境信息预设着陆安全参数,基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹;实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物,基于属性信息与位置信息确定障碍物与航空器在单位时间内的预测位置信息,基于对障碍物的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到障碍数据;基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策。能够有效提高航空器着陆的安全性和准确性。

Description

一种航空器着陆障碍物规避方法及系统
技术领域
本发明涉及航空器着陆技术领域,具体为一种航空器着陆障碍物规避方法及系统。
背景技术
航空器自主避障功能的实现,建立在障碍物检测的基础之上,为此,需要结合多种传感器,对航空器周围环境进行感知,以获取障碍物的位置、大小和类别信息。探测环境信息的方法主要包括视觉传感器、非视觉传感器、视觉与非视觉传感器融合等方法,随着航空器的广泛使用,航空器的安全着陆至关重要,而航空器感知与规避能力是保证航空器进入空域飞行、保障航空器飞行安全的先决条件。实现对空间障碍物的有效规避是建立在对障碍物位置状态准确感知的基础之上的。航空器根据传感器感知障碍物的方式以及其获得的状态信息采用与其对应的行之有效的规避方法,从而保证航空器安全飞行。
现有的航空器着陆规避技术在使用时存在以下弊端:对障碍物的检测精度较差,影响航空器对周边障碍物数据的判断,降低着陆的安全性。
为此我们提出一种航空器着陆障碍物规避方法及系统用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空器着陆障碍物规避方法及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种航空器着陆障碍物规避方法及系统,该方法包括以下步骤:
基于环境信息预设着陆安全参数,基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹;
实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物,基于属性信息与位置信息确定障碍物与航空器在单位时间内的预测位置信息,基于对障碍物的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到障碍数据;
基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策。
通过采用上述技术方案,通过实时感知航空器降落轨迹的周边环境与着陆目的地的环境信息,对障碍物进行属性识别,判断其与预设安全参数之间的关系,根据判断结果进行碰撞风险评估,根据碰撞风险选取对应的调整方案,能够有效提高航空器着陆的安全性和准确性。
优选的,所述实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物的步骤包括:在航空器上设置若干传感器,实时采集航空器的位置信息,确定需要感知的周边环境区域,其中,周边环境区域是指以航空器为中心向外延伸一定的距离,由距离若干边沿围成的区域;采集周边环境区域内各个物体的相关参数,其中,相关参数包括位置信息、属性信息与类别信息,所述属性信息包括静态物体、动态物体与物体的体积;所述动态物体是指在单位时间内发生位置变化的物体;获取规划着陆轨迹的位置信息与各个目标物体的相关参数;基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据,其中,所述障碍数据包括交叉点和/或交叉路段。
通过采用上述技术方案,实时采集航空器周边的障碍物,并对障碍物进行动物与静物的分类,能够增加预测障碍物位置信息的准确性。
优选的,所述采集周边环境区域内各个物体的相关参数的步骤包括:连续采集同一角度下目标物体的图像数据,基于深度学习算法提取图像数据特征,根据图像数据特征的位置判断目标物体的属性信息,根据图像数据的特征信息对其进行分类,得到类别信息,根据采集的角度确定目标物体的位置信息。
优选的,所述基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据:将周边环境区域划分成以航空器为中心的预警区域与警告区域,所述警告区域的半径小于预警区域的半径,半径是指以航空器为中心与区域边沿的最短距离;基于目标物体的相关参数确定目标物体的位置信息;基于目标物体的位置信息判断目标物体的属性信息,并判断目标物体所属区域;基于目标物体的属性信息与位置信息确定动态物体与航空器在单位时间内的预测位置信息,基于对动态物体的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到所述障碍数据。
通过采用上述技术方案,将周边区域分成预警区域与警告区域,能够根据再障碍物进入预警区域的时,及时的了解障碍物的相关数据,为航空器的调整提供一定的反应空间,降低发生碰撞的风险,提高着陆的安全性。
优选的,所述基于目标物体的属性信息与位置信息确定动态物体与航空器在单位时间内的预测位置信息的步骤包括:若目标物体为静态物体,当所属区域为警告区域时,则基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据;若目标物体为动态物体,当其进入预警区域时,则采集动态物体的行进速度,预测动态物体在单位时间内移动的距离,确定动态物体在单位时间内的预测位置信息;预测同样的单位时间内航空器在规划着陆轨迹上的位置信息。
通过采用上述技术方案,能够根据障碍物的分类,比如动物或者静物,预测不同类别障碍物的位置信息,能够增加判断其与航空器位于着陆轨迹上的位置之间关系的准确性,提高预测判断效果。
优选的,所述判断目标物体所属区域的步骤包括:获取目标物体的位置信息,判断目标物体距离航空器之间的最短距离,将最短距离分别与预警区域与警告区域的半径对比,当最短距离小于警告区域的半径时,则表示目标物体属于警告区域,当最短距离大于警告区域的半径时,则表示目标物体属于预警区域内。
优选的,所述基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策的步骤包括:基于障碍数据,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,若存在,则立即发出警告,调整航空器飞行参数规避障碍物,飞行参数包括航空器航向、俯仰角参数与速度参数;当障碍物为动态物体时,基于对动态物体的预测位置信息判断是否存在碰撞风险,若存在,则通过调整航行速度控制航空器的位置信息,降低碰撞风险;当障碍物为静态物体时,获取障碍物的体积数据,基于体积数据获取航空器需要调整的俯仰角参数,判断俯仰角参数是否满足预设条件,若满足,则调整航空器飞行俯仰角参数,若不满足,则调整航空器航向。
通过采用上述技术方案,根据障碍物影响航空器着陆的因素,比如位置、体积等,选取对应的调整航空器的方案,提高调整效果,增加航行的稳定性。
优选的,所述基于环境信息预设着陆安全参数的步骤包括:采集航空器与着陆目标地点周边的环境信息,生成地形信息,环境信息包括跑道上的障碍物、地形信息与跑道表面状况;基于航行数据与地形信息预设着陆安全参数,其中,着陆安全参数包括飞行路线安全参数、着陆目标地点的安全环境参数、飞行安全速度参数与飞行安全姿态参数。
通过采用上述技术方案,能够实时采集航空器周边的环境,根据环境自动预设对应的着陆安全参数,增加安全参数的自动性,使其更好的符合航空器的航行环境,提高航空器航着陆的安全性。
优选的,所述基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹的步骤包括:识别着陆目标地点周边的环境信息中以及航空器与着陆目标地点之间路线的环境信息中存在的着陆障碍物,判断障碍物能否避让,若可以避让,则继续行进,若无法避让,则更改着陆目标地点,得到预测着陆轨迹;获取预测着陆轨迹中的着陆目标地点,预测航空器着陆安全参数,判断航空器预测着陆安全参数是否满足预设着陆安全参数,若满足,则将预测着陆轨迹作为规划着陆轨迹,若不满足,则基于预设着陆安全参数重新预测着陆轨迹,作为规划着陆轨迹。
通过采用上述技术方案,能够通过障碍物是否可以避让判断是否需要更改着陆目标地点,且再能够避让障碍物的同时判断是否满足预设条件规划着陆轨迹,从而增加提高着陆的安全性。
一种航空器着陆障碍物规避系统,包括:
着陆轨迹规划模块,用于根据航行数据、地形信息和预先设定的安全参数,规划着陆轨迹;
环境感知模块,用于实时感知航空器周围的环境信息,得到障碍数据;
障碍物识别和分类模块,配置为与环境感知模块连接,用于接受环境感知模块传输的障碍数据,并对感知到的障碍物进行识别和分类;
风险评估模块,配置为与障碍物识别和分类模块以及着陆轨迹规划模块连接,用于根据障碍物数据与规划着陆轨迹判断两者的碰撞风险;
告警和规避模块,配置为与风险评估模块连接,若判断存在碰撞风险,则通过调整航空器航向、俯仰角和速度参数来规避障碍物。
通过采用上述技术方案,能够通过障碍物识别和分类模块与风险评估模块判断障碍物对航空器着陆的影响,基于对应的影响选取对应的规避方式,提高着陆的安全性与准确性。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
.通过实时感知航空器降落轨迹的周边环境与着陆目的地的环境信息,对障碍物进行属性识别,判断其与预设安全参数之间的关系,根据判断结果进行碰撞风险评估,根据碰撞风险选取对应的调整方案,航空器可以更可靠地避开着陆阶段的障碍物,提高着陆安全性,减少事故发生的可能性,提供了可靠的避障辅助工具,提高着陆操作的效率和准确性;
2.将周边区域分成预警区域与警告区域,能够根据再障碍物进入预警区域的时,及时的了解障碍物的相关数据,为航空器的调整提供一定的反应空间,降低发生碰撞的风险,提高着陆的安全性;
3.能够根据障碍物的分类,比如动物或者静物,预测不同类别障碍物的位置信息,能够增加判断其与航空器位于着陆轨迹上的位置之间关系的准确性,提高预测判断效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程示意图;
图2为本发明的系统结构框图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、着陆轨迹规划模块;2、环境感知模块;3、障碍物识别和分类模块;4、风险评估模块;5、告警和规避模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1至图2,本发明提供一种航空器着陆障碍物规避方法及系统技术方案:一种航空器着陆障碍物规避方法,该方法包括以下步骤:
S1:基于环境信息预设着陆安全参数,基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹,在航空器即将降落之前,系统根据航行数据、地形信息和预先设定的安全参数,进行着陆轨迹的规划和计算。这包括确定降落点、着陆速度和姿态等;
采集航空器与着陆目标地点周边的环境信息,生成地形信息,环境信息包括跑道上的障碍物、地形信息与跑道表面状况;基于航行数据与地形信息预设着陆安全参数,其中,着陆安全参数包括飞行路线安全参数、着陆目标地点的安全环境参数、飞行安全速度参数与飞行安全姿态参数,能够实时采集航空器周边的环境,根据环境自动预设对应的着陆安全参数,增加安全参数的自动性,使其更好的符合航空器的航行环境,提高航空器航着陆的安全性;
通过使用激光雷达或摄像头等传感器来实时监测航空器的降落轨迹和周围环境,以及检测可能存在的障碍物。
识别着陆目标地点周边的环境信息中以及航空器与着陆目标地点之间路线的环境信息中存在的着陆障碍物,判断障碍物能否避让,若可以避让,则继续行进,若无法避让,则更改着陆目标地点,得到预测着陆轨迹;
获取预测着陆轨迹中的着陆目标地点,预测航空器着陆安全参数,判断航空器预测着陆安全参数是否满足预设着陆安全参数,若满足,则将预测着陆轨迹作为规划着陆轨迹,若不满足,则基于预设着陆安全参数重新预测着陆轨迹,作为规划着陆轨迹,能够通过障碍物是否可以避让判断是否需要更改着陆目标地点,且再能够避让障碍物的同时判断是否满足预设条件规划着陆轨迹,从而增加提高着陆的安全性;
S2:实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物,基于属性信息与位置信息确定障碍物与航空器在单位时间内的预测位置信息,基于对障碍物的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到障碍数据,通过激光雷达、摄像头等传感器实时感知航空器周围的环境信息。例如,检测跑道上的障碍物、地形的高度差、跑道表面状况等,激光雷达采用多线束激光扫描技术进行环境感知,摄像头采用高清晰度摄像技术对周围环境进行实时图像采集;
在航空器上设置若干传感器,实时采集航空器的位置信息,确定需要感知的周边环境区域,其中,周边环境区域是指以航空器为中心向外延伸一定的距离,由距离若干边沿围成的区域;采集周边环境区域内各个物体的相关参数,其中,相关参数包括位置信息、属性信息与类别信息,所述属性信息包括静态物体、动态物体与物体的体积;所述动态物体是指在单位时间内发生位置变化的物体;获取规划着陆轨迹的位置信息与各个目标物体的相关参数;基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据,其中,所述障碍数据包括交叉点和/或交叉路段,实时采集航空器周边的障碍物,并对障碍物进行动物与静物的分类,能够增加预测障碍物位置信息的准确性;
基于所述障碍数据识别交叉点和/或所述交叉路段;识别到所述交叉点时,控制所述无人驾驶航空器在所述交叉点处进行定点避障;识别到所述交叉路段时,控制所述无人驾驶航空器在所述交叉路段处进行定段避障;
采集周边环境区域内各个物体的相关参数的步骤包括:连续采集同一角度下目标物体的图像数据,基于深度学习算法提取图像数据特征,根据图像数据特征的位置判断目标物体的属性信息,根据图像数据的特征信息对其进行分类,得到类别信息,根据采集的角度确定目标物体的位置信息,采用图像处理和模式识别技术对感知到的障碍物进行识别和分类。例如,识别树木、建筑物、动物等可能影响着陆安全的障碍物,障碍物识别和分类模块33采用深度学习算法对感知到的障碍物进行准确识别和分类;
基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据:将周边环境区域划分成以航空器为中心的预警区域与警告区域,所述警告区域的半径小于预警区域的半径,半径是指以航空器为中心与区域边沿的最短距离;基于目标物体的相关参数确定目标物体的位置信息;基于目标物体的位置信息判断目标物体的属性信息,并判断目标物体所属区域;若目标物体为静态物体,当所属区域为警告区域时,则基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据;若目标物体为动态物体,当其进入预警区域时,则采集动态物体的行进速度,预测动态物体在单位时间内移动的距离,确定动态物体在单位时间内的预测位置信息;预测同样的单位时间内航空器在规划着陆轨迹上的位置信息;基于对动态物体的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到所述障碍数据,将周边区域分成预警区域与警告区域,能够根据再障碍物进入预警区域的时,及时的了解障碍物的相关数据,为航空器的调整提供一定的反应空间,降低发生碰撞的风险,提高着陆的安全性,能够根据障碍物的分类,比如动物或者静物,预测不同类别障碍物的位置信息,能够增加判断其与航空器位于着陆轨迹上的位置之间关系的准确性,提高预测判断效果,基于感知到的障碍物信息和着陆轨迹规划,系统进行风险评估,判断着陆过程中是否存在潜在的碰撞风险。根据风险等级,系统可以做出相应的决策,如调整降落轨迹或发出警告信号;
判断目标物体所属区域的步骤包括:获取目标物体的位置信息,判断目标物体距离航空器之间的最短距离,将最短距离分别与预警区域与警告区域的半径对比,当最短距离小于警告区域的半径时,则表示目标物体属于警告区域,当最短距离大于警告区域的半径时,则表示目标物体属于预警区域内;
预测动态物体在单位时间内移动的距离,确定动态物体在单位时间内的预测位置信息的步骤包括:采集航空器所在位置的当前环境的风速Vf以及目标物体的原始移动速度与移动方向,基于当前环境的风速Vf与目标初速度Vc得出目标物体的预测移动速度,基于预测移动速度得出单位时间Δt内目标物体的预测位置信息Wy,具体计算公式为:Wy=|Vf+Vc|*Δt;
S3:基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策,当判断存在碰撞风险时,可以通过声音、光线、虚拟显示等方式向飞行员发出警告,提醒其注意和调整着陆策略,在一些情况下,还可以通过自主调整航空器的航向、俯仰角、速度等参数,以规避障碍物;
基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,若存在,则立即发出警告,调整航空器飞行参数规避障碍物,飞行参数包括航空器航向、俯仰角参数与速度参数;
当障碍物为动态物体时,基于对动态物体的预测位置信息判断是否存在碰撞风险,若存在,则通过调整航行速度控制航空器的位置信息,降低碰撞风险;
当障碍物为静态物体时,获取障碍物的体积数据,基于体积数据获取航空器需要调整的俯仰角参数,判断俯仰角参数是否满足预设条件,若满足,则调整航空器飞行俯仰角参数,若不满足,则调整航空器航向,根据障碍物影响航空器着陆的因素,比如位置、体积等,选取对应的调整航空器的方案,提高调整效果,增加航行的稳定性。
通过实时感知航空器降落轨迹的周边环境与着陆目的地的环境信息,对障碍物进行属性识别,判断其与预设安全参数之间的关系,根据判断结果进行碰撞风险评估,根据碰撞风险选取对应的调整方案,航空器可以更可靠地避开着陆阶段的障碍物,提高着陆安全性,减少事故发生的可能性,提供了可靠的避障辅助工具,提高着陆操作的效率和准确性。
一种航空器着陆障碍物规避系统,包括:
着陆轨迹规划模块1,用于根据航行数据、地形信息和预先设定的安全参数,规划着陆轨迹;
环境感知模块2,用于实时感知航空器周围的环境信息,得到障碍数据;
障碍物识别和分类模块3,配置为与环境感知模块2连接,用于接受环境感知模块2传输的障碍数据,并对感知到的障碍物进行识别和分类;
风险评估模块4,配置为与障碍物识别和分类模块3以及着陆轨迹规划模块1连接,用于根据障碍物数据与规划着陆轨迹判断两者的碰撞风险;
告警和规避模块5,配置为与风险评估模块4连接,若判断存在碰撞风险,则通过调整航空器航向、俯仰角和速度参数来规避障碍物。
能够通过障碍物识别和分类模块3与风险评估模块4判断障碍物对航空器着陆的影响,基于对应的影响选取对应的规避方式,提高着陆的安全性与准确性。
本系统采用激光雷达和摄像头等传感器来实时感知降落轨迹和周围环境,并通过图像处理和模式识别技术进行障碍物识别和分类。根据感知到的障碍物信息和预设的安全参数,进行降落轨迹规划,并进行风险评估。在存在碰撞风险的情况下,系统会发出警告信号并通过自主调整航空器参数来规避障碍物,有效的提高了航空器着陆的安全性和准确性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,包括以下步骤:
基于环境信息预设着陆安全参数,基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹;
实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物;
基于属性信息与位置信息确定障碍物与航空器在单位时间内的预测位置信息;
基于对障碍物的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到障碍数据;
基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策。
2.根据权利要求1所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述实时感知航空器的周边环境区域,基于规划着陆轨迹确定周边环境区域内是否存在障碍物的步骤包括:在航空器上设置若干传感器,实时采集航空器的位置信息,确定需要感知的周边环境区域;采集周边环境区域内各个物体的相关参数,其中,相关参数包括位置信息、属性信息与类别信息,所述属性信息包括静态物体、动态物体与物体的体积;所述动态物体是指在单位时间内发生位置变化的物体;获取规划着陆轨迹的位置信息与各个目标物体的相关参数;基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据,其中,所述障碍数据包括交叉点和/或交叉路段。
3.根据权利要求2所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述采集周边环境区域内各个物体的相关参数的步骤包括:连续采集同一角度下目标物体的图像数据,基于深度学习算法提取图像数据特征,根据图像数据特征的位置判断目标物体的属性信息,根据图像数据的特征信息对其进行分类,得到类别信息,根据采集的角度确定目标物体的位置信息。
4.根据权利要求2所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据:将周边环境区域划分成以航空器为中心的预警区域与警告区域;基于目标物体的相关参数确定目标物体的位置信息;基于目标物体的位置信息判断目标物体的属性信息,并判断目标物体所属区域;基于目标物体的属性信息与位置信息确定动态物体与航空器在单位时间内的预测位置信息,基于对动态物体的预测位置信息与对航空器的预测位置信息进行交叉匹配,得到所述障碍数据。
5.根据权利要求4所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述基于目标物体的属性信息与位置信息确定动态物体与航空器在单位时间内的预测位置信息的步骤包括:若目标物体为静态物体,当所属区域为警告区域时,则基于所述目标物体的相关参数与所述航空器未行进路段进行交叉匹配,得到所述障碍数据;若目标物体为动态物体,当其进入预警区域时,则采集动态物体的行进速度,预测动态物体在单位时间内移动的距离,确定动态物体在单位时间内的预测位置信息;预测同样的单位时间内航空器在规划着陆轨迹上的位置信息。
6.根据权利要求4所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述判断目标物体所属区域的步骤包括:获取目标物体的位置信息,判断目标物体距离航空器之间的最短距离,将最短距离分别与预警区域与警告区域的半径对比,当最短距离小于警告区域的半径时,则表示目标物体属于警告区域,当最短距离大于警告区域的半径时,则表示目标物体属于预警区域内。
7.根据权利要求1所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述基于障碍物的位置信息与属性信息,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,基于判断结果做出对应决策的步骤包括:基于障碍数据,判断障碍物与航空器是否存在碰撞风险,若存在,则立即发出警告,调整航空器飞行参数规避障碍物,飞行参数包括航空器航向、俯仰角参数与速度参数;当障碍物为动态物体时,基于对动态物体的预测位置信息判断是否存在碰撞风险,若存在,则通过调整航行速度控制航空器的位置信息,降低碰撞风险;当障碍物为静态物体时,获取障碍物的体积数据,基于体积数据获取航空器需要调整的俯仰角参数,判断俯仰角参数是否满足预设条件,若满足,则调整航空器飞行俯仰角参数,若不满足,则调整航空器航向。
8.根据权利要求1所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述基于环境信息预设着陆安全参数的步骤包括:采集航空器与着陆目标地点周边的环境信息,生成地形信息,环境信息包括跑道上的障碍物、地形信息与跑道表面状况;基于航行数据与地形信息预设着陆安全参数,其中,着陆安全参数包括飞行路线安全参数、着陆目标地点的安全环境参数、飞行安全速度参数与飞行安全姿态参数。
9.根据权利要求1所述的一种航空器着陆障碍物规避方法,其特征在于,所述基于航行数据、地形信息与预先设定的安全参数规划航空器的着陆轨迹,得到规划着陆轨迹的步骤包括:识别着陆目标地点周边的环境信息中以及航空器与着陆目标地点之间路线的环境信息中存在的着陆障碍物,判断障碍物能否避让,若可以避让,则继续行进,若无法避让,则更改着陆目标地点,得到预测着陆轨迹;获取预测着陆轨迹中的着陆目标地点,预测航空器着陆安全参数,判断航空器预测着陆安全参数是否满足预设着陆安全参数,若满足,则将预测着陆轨迹作为规划着陆轨迹,若不满足,则基于预设着陆安全参数重新预测着陆轨迹,作为规划着陆轨迹。
10.一种航空器着陆障碍物规避系统,其特征在于,包括:
着陆轨迹规划模块(1),用于根据航行数据、地形信息和预先设定的安全参数,规划着陆轨迹;
环境感知模块(2),用于实时感知航空器周围的环境信息,得到障碍数据;
障碍物识别和分类模块(3),配置为与环境感知模块(2)连接,用于接受环境感知模块(2)传输的障碍数据,并对感知到的障碍物进行识别和分类;
风险评估模块(4),配置为与障碍物识别和分类模块(3)以及着陆轨迹规划模块(1)连接,用于根据障碍物数据与规划着陆轨迹判断两者的碰撞风险;
告警和规避模块(5),配置为与风险评估模块(4)连接,若判断存在碰撞风险,则通过调整航空器航向、俯仰角和速度参数来规避障碍物。
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