无人机机载防撞逻辑设计方法与流程

技术特征：
1.一种无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、设置防撞逻辑初始参数；步骤二、根据防撞逻辑初始参数建立飞机相遇动态模型；步骤三、根据设定的转弯率和飞机相遇动态模型，计算飞机执行各动作后下一时刻状态及对应概率；步骤四、将所述步骤三中下一时刻状态离散至状态空间的各个离散点上，并计算转移概率，将对应概率和转移概率综合，得到最终的离散状态转移概率；步骤五、根据所述步骤四中的结果，计算飞机当前时刻执行各动作的代价；步骤六、根据所述步骤五中的各动作的代价值，选取最优动作；步骤七、重复执行所述步骤三至所述步骤六，通过动态规划得到完整的防撞逻辑策略。2.根据权利要求1所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述步骤二具体为：飞机相遇过程中的状态为:离散的动态模型为:x(t δt)＝f[x(t)，a(t)，w(t)]；飞机的运动方程f(
·
)为：其中，w(t)是一个表示飞机水平方向转弯率噪声的随机变量，a(t)是本机当前时刻执行的动作，ρ为两机之间的水平距离，θ为本机相对于入侵机的方位角，为入侵机的相对航向角，v
own
和v
int
分别为本机和入侵机的速度，u
own
和u
int
分别为本机和入侵机的转弯速率，τ为两架飞机到垂直方向距离为0时所需要的时间。x
′
own
、y
′
own
、x
′
int
和y
′
int
分别为本机和入侵机的x和y方向的速度。3.根据权利要求2所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述步骤三具体为：利用有限个sigma采样点表示飞机处在离散状态s(t)时执行动作集内各动作后的转弯率，根据这些转弯率对可以得到下一时刻状态为：则该时刻状态下对应的概率为：
其中，n为采样点个数。4.根据权利要求3所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述步骤四具体为：利用多线性插值法将下一时刻各个可能状态x
n
(t δt)转移到离散状态空间的各个离散状态点s
′
(t δt)上，并计算其转移概率为pr(s
′
(t δt)|x
n
(t δt))，可以得到飞机处在离散状态s(t)时执行动作a(t)，下一时刻转移到离散状态s
′
(t δt)的概率为5.根据权利要求4所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述步骤五具体为：在离散状态s(t)执行动作a(t)的代价为其中，c[s(t)，a(t)]为根据执行动作类型和判断是否发生近空碰撞计算得到的固定代价。6.根据权利要求5所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述步骤六具体为：在离散状态s(t)执行各个动作的最优期望代价为则在离散状态s(t)的最优防撞策略满足7.根据权利要求1至6中任一项所述的无人机机载防撞逻辑设计方法，其特征在于，所述无人机机载防撞逻辑设计方法还包括步骤八：对所述步骤七中的逻辑数据进行压缩处理。

技术总结
本发明提供一种无人机机载防撞逻辑设计方法，包括以下步骤：步骤一、设置防撞逻辑初始参数；步骤二、根据防撞逻辑初始参数建立飞机相遇动态模型；步骤三、根据设定的转弯率和飞机相遇动态模型，计算飞机执行各动作后下一时刻状态及对应概率；步骤四、将步骤三中下一时刻状态离散至状态空间的各个离散点上，并计算转移概率，将对应概率和转移概率综合，得到最终的离散状态转移概率；步骤五、根据步骤四中的结果，计算飞机当前时刻执行各动作的代价；步骤六、根据步骤五中的各动作的代价值，选取最优动作；步骤七、重复执行步骤三至步骤六，通过动态规划得到完整的防撞逻辑策略。过动态规划得到完整的防撞逻辑策略。过动态规划得到完整的防撞逻辑策略。


技术研发人员：钱君 张丹妍 史达亮
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术研发日：2022.10.19
技术公布日：2023/2/23