本技术方案专注于空中交通管理,特别针对低空空域无人机的航迹规划。该系统能够在检测到新无人机进入空域单元时,自动获取其在该空域单元的飞行数据,并进行航迹规划,确保飞行路径无冲突,提高空域使用效率和安全性。
背景技术
面向低空空域的无人机无冲突航迹规划系统在无人机空中交通管理服务提供商(Unmanned aircraft system traffic management service provider,UTMSP)探测到潜在飞行冲突后,需要为无人机快速规划出一条无冲突的航迹供无人机飞行,从而提升低空空域的运行安全与效率。无冲突指的是在同一飞行高度层的二维空间上,任意两个无人机在任意时刻的距离均大于等于最小安全距离。航迹是由一串连续的航迹点组成,每个时刻对应一个具体的无人机位置。
由于低空空域无人机运行密度高,空域环境复杂,在实时运行中探测到冲突后,需要快速生成无冲突航迹。因此,其对计算速度具有较高的要求。另外,由于无人机体积小,载荷小,其能够携带的电量是有限的。因此,其对电量消耗是敏感的,从而在无冲突航迹规划时,需要将电量消耗纳入考虑,以避免生成的航迹超过其剩余电量。现有的方法主要分为精确求解法和近似求解法。
精确求解法是用规划方法进行求解,如非线性整数规划、非线性混合整数规划等。尽管规划方法能够在理论上求得最优解,但由于该问题复杂度高,其难以在实时运行中在有限的时间内(通常需要在1秒以内)快速求解。
近似求解法是用智能算法进行求解,如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等。尽管智能算法能够相对快速地获得一个可行解,但其无法保证其最优性。
实现思路