中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所苏梦威获国家专利权
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龙图腾网获悉中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所申请的专利一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119472736B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411670468.1,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法是由苏梦威;高成志;丁浩设计研发完成,并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法在说明书摘要公布了:本申请属于飞机导航制导与控制技术领域。本申请提供一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法。本公开实施例通过水平方向和垂直方向判断是否会发生冲突,并通过冲突时间将冲突划分不同级别和优先级,能够对避撞策略提供更合理的避撞目标,以及所设计的避撞决策,根据冲突级别,适应性的采用水平避撞和垂直避撞策略,并通过避撞时间,适应性的采用不同的机动策略,从而选取出影响小,时间短的最优避撞策略。能够使eVTOL在复杂的飞行环境中,有效识别所在空域的可能威胁,并提供具有较强适应性的优质避撞策略。
本发明授权一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法在权利要求书中公布了:1.一种eVTOL冲突检测和避撞决策方法,其特征在于,该方法包括: 利用本机飞行器获取各个目标飞行器的目标位置信息和目标速度信息,并将所述目标位置信息和所述目标速度信息转换至所述本机飞行器所在的坐标系中,以得到所述本机飞行器与各个所述目标飞行器的相对位置和相对速度; 根据所述相对位置和所述相对速度进行eVTOL冲突检测,以判断所述本机飞行器与各个所述目标飞行器是否冲突,若冲突,则计算冲突时间; 对所述冲突时间进行等级划分,以得到冲突级别;其中,所述冲突级别包括预防级冲突、纠正级冲突和避撞级冲突; 根据所述冲突级别确定对应的若干个初始避撞决策,结合所述本机飞行器的机动特性信息,得到所有所述初始避撞决策的避撞时间,根据所述避撞时间选取最优避撞决策;其中, 利用本机飞行器获取各个目标飞行器的目标位置信息和目标速度信息,并将所述目标位置信息和所述目标速度信息转换至所述本机飞行器所在的坐标系中,以得到所述本机飞行器与各个所述目标飞行器的相对位置和相对速度的步骤中,包括: 利用本机飞行器获取各个所述目标飞行器的所述目标位置信息和所述目标速度信息; 以所述本机飞行器为坐标原点,所述本机飞行器的速度方向为x轴,垂直向上的方向为z轴,以右手准则确定y轴,建立坐标系; 将所述目标位置信息和所述目标速度信息转换到所述坐标系中,以得到所述本机飞行器与各个所述目标飞行器的所述相对位置和所述相对速度; 根据所述相对位置和所述相对速度进行eVTOL冲突检测,以判断所述本机飞行器与各个所述目标飞行器是否冲突,若冲突,则计算冲突时间的步骤中,包括: 根据所述相对位置得到所述本机飞行器与各个所述目标飞行器的相对水平距离和相对垂直距离,根据所述相对速度得到所述本机飞行器与各个所述目标飞行器的相对水平速度和相对垂直速度; 将所述相对水平距离与水平距离阈值进行比较; 若所述相对水平距离大于所述水平距离阈值,则判断所述相对水平速度是否指向所述目标飞行器的净空域,若是,则表示会发生水平冲突,若否,则表示不会发生水平冲突; 若所述相对水平距离小于等于所述水平距离阈值,则表示已经发生水平冲突; 根据所述相对速度的方向,计算进入净空域的位置,得到所述本机飞行器到入侵点的距离,结合所述相对水平速度,得到水平冲突时间; 将所述相对垂直距离与垂直距离阈值比较; 若所述相对垂直距离大于所述垂直距离阈值,则判断所述相对垂直速度和所述相对垂直距离的方向是否相反,若是,则表示会发生垂直冲突;若否,则表示表示不会发生冲突; 若所述相对垂直距离小于等于所述垂直距离阈值,则表示已经发生垂直冲突; 根据所述相对垂直速度和所述相对垂直距离,得到垂直冲突时间; 根据所述水平冲突时间和所述垂直冲突时间,得到所述冲突时间; 所述对所述冲突时间进行等级划分,以得到冲突级别的步骤中,包括: 若所述冲突时间小于等于第一时间阈值,且大于0,则为所述避撞级冲突; 若冲突时间小于等于第二时间阈值,且大于所述第一时间阈值,则为所述纠正级冲突; 若所述冲突时间大于所述第二时间阈值,则为所述预防级冲突; 若所述冲突时间等于0,则表示已经发生冲突; 根据所述冲突级别确定对应的若干个初始避撞决策,结合所述本机飞行器的机动特性信息,得到所有所述初始避撞决策的避撞时间,根据所述避撞时间选取最优避撞决策的步骤中,包括: 若判定为所述预防级冲突,则采用调整水平速度的策略,结合所述本机飞行器的机动特性信息,计算调整水平速度的水平调整时间,若所述水平调整时间小于所述冲突时间,则使用水平速度机动避撞策略作为所述最优避撞策略,否则使用航向机动避撞策略作为所述最优避撞策略; 若判定为所述纠正级冲突或所述避撞级冲突,则结合所述本机飞行器的机动特性信息,分别计算水平避撞时间和垂直避撞时间,选取避撞时间短的方向作为所述最优避撞策略。
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