路段為飛行路徑的第一個(gè)航路段,n >為 第一個(gè)航路段的終點(diǎn)。第三步,飛行器起飛后,到達(dá)當(dāng)前航路段終點(diǎn)之前,或者飛行器經(jīng)過 一個(gè)航路點(diǎn)后,到達(dá)當(dāng)前航路段終點(diǎn)之前。將當(dāng)前航路段終點(diǎn)記為Ii1,確定與叫之間存在 航路段的航路點(diǎn)集合V1。例如圖3為本發(fā)明飛行路徑選擇方法的航路選擇示意圖,如圖3 所示,飛行器當(dāng)前正在航路點(diǎn)nJP n 間的航路段上飛行,η #卩為當(dāng)前航路段的終點(diǎn)。圖 中航路點(diǎn)5' 氣和%構(gòu)成了集合V1。第四步,判斷飛行器目的地叫是否屬于 第三步的航路點(diǎn)集合V1。如果% c g,則將~與η 間的航路段確定為下一個(gè)航路段, 即nj>N=nh,結(jié)束計(jì)算;否則進(jìn)入第五步。第五步,根據(jù)飛行器最大轉(zhuǎn)向角Θ*限制,選定符 合要求的航路點(diǎn)集合g G= 如果,且滿足飛行器從當(dāng)前航路段進(jìn)入航路點(diǎn)叫和 航路點(diǎn)Iij之間的航路段時(shí)轉(zhuǎn)向角小于Θ *,則c <。集合V1中所有滿足上述條件的航路 點(diǎn)構(gòu)成集合V。圖3為本發(fā)明飛行路徑選擇方法的航路選擇示意圖,如圖3所示,航路點(diǎn) 〃,^與叫之間的航路段與當(dāng)前飛行器所在航路段X之間的轉(zhuǎn)向角分 別為Q1, θ2,θ3,04和Θ 5。由于要求轉(zhuǎn)向角小于Θ*,圖3中航路點(diǎn)";,和%滿足要求, 即集合碎=丨氣,力4},如圖3中虛線圈中所示。第六步,計(jì)算航路點(diǎn)% 對(duì)應(yīng)的的代價(jià) 函數(shù)值&,且
。其中,各個(gè)參數(shù)的說明請(qǐng) 參見前面。選擇具有最小代價(jià)函數(shù)值的航路點(diǎn)nj>N,即選定/V C Fi',滿足條件V?,C= <且 η盧η _ flj>N< f lj<3叫與η」之間的航路段為飛行路徑的下一個(gè)航路段,n j>N為下一個(gè)航路 段的終點(diǎn),返回第三步繼續(xù)計(jì)算。
[0083] 進(jìn)一步地,在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,可以將選擇裝置設(shè)置在飛行器上,則在步驟A 及步驟E的"計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù)"之前,還包括:
[0084] 選擇裝置從飛行器和/或空中交通管理系統(tǒng)獲取第一代價(jià)參數(shù),第一代價(jià)函數(shù)參 數(shù)包括:飛行器平均飛行速度V、飛行目的地nh、待選航路點(diǎn)η,、當(dāng)前飛行航路段終點(diǎn)或起飛 點(diǎn)ni;選擇裝置發(fā)送第二代價(jià)函數(shù)參數(shù)獲取請(qǐng)求到空中交通管理系統(tǒng),獲取請(qǐng)求包括:飛行 器標(biāo)識(shí);接收空中交通管理系統(tǒng)根據(jù)飛行器標(biāo)識(shí)獲取到的第二代價(jià)函數(shù)參數(shù),第二代價(jià)函 數(shù)參數(shù)包括:叫和η 航路段上實(shí)時(shí)飛行器數(shù)量L Ii1和η ,間航路段上所允許的飛行器最 大數(shù)量Cyn,在單位時(shí)間內(nèi)允許通過的飛行器數(shù)量D ,、與!!,直接關(guān)聯(lián)的所有航路段上朝向 η,飛行的飛行器的實(shí)時(shí)數(shù)量Q j以使選擇裝置根據(jù)第一代價(jià)函數(shù)參數(shù)與第二代價(jià)函數(shù)參數(shù) 計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù)。其中,空中交通管理系統(tǒng)根據(jù)飛行器標(biāo)識(shí)獲取到的第二 代價(jià)函數(shù)參數(shù)的過程可以根據(jù)現(xiàn)有空中交通管理系統(tǒng)的相關(guān)流程獲取,本申請(qǐng)對(duì)此不作限 制。例如:空中交通管理系統(tǒng)通過飛行器標(biāo)識(shí)得到飛行器的當(dāng)前位置,再根據(jù)當(dāng)前位置得到 其當(dāng)前所在航路段的終點(diǎn)Ill,再定位與Ill直接關(guān)聯(lián)的各個(gè)待選航路點(diǎn)η ,,進(jìn)而獲得以下參 數(shù) LlP ClP Dp Qj等。
[0085] 或者,選擇裝置設(shè)置在空中交通管理系統(tǒng)上,計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù)之 前,還包括:
[0086] 選擇裝置接收飛行器發(fā)送的飛行路徑選擇請(qǐng)求,選擇請(qǐng)求包括:飛行器標(biāo)識(shí);選 擇裝置根據(jù)飛行器標(biāo)識(shí)直接從空中交通管理系統(tǒng)中獲取飛行器的第二代價(jià)函數(shù)參數(shù);第二 代價(jià)函數(shù)參數(shù)包括叫和η 航路段上實(shí)時(shí)飛行器數(shù)量L Ii1和η ,間航路段上所允許的飛 行器最大數(shù)量CipIl,在單位時(shí)間內(nèi)允許通過的飛行器數(shù)量D ,、與!!,直接關(guān)聯(lián)的所有航路段 上朝向η,飛行的飛行器的實(shí)時(shí)數(shù)量Q 選擇裝置從飛行器和/或空中交通管理系統(tǒng)中獲取 第一代價(jià)參數(shù),第一代價(jià)函數(shù)參數(shù)包括:飛行器平均飛行速度ν、飛行目的地nh、待選航路點(diǎn) n_j、當(dāng)前飛行航路段終點(diǎn)或起飛點(diǎn)ni;以使選擇裝置根據(jù)第一代價(jià)函數(shù)參數(shù)與第二代價(jià)函 數(shù)參數(shù)計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù);相應(yīng)的,在步驟B和步驟E中"確定具有最小代價(jià) 函數(shù)值的待選航路點(diǎn)"之后還包括:選擇裝置發(fā)送具有最小代價(jià)函數(shù)值的待選航路點(diǎn)結(jié)果 到飛行器。
[0087] 具體的,在不同的飛行場景下,動(dòng)態(tài)飛行路徑的選擇可以由飛行器自主計(jì)算決策, 也可以由空中交通管理系統(tǒng)計(jì)算決策。由飛行器自主計(jì)算決策時(shí),飛行器需要與空中交通 管理系統(tǒng)進(jìn)行信息交互,獲得航路段上實(shí)時(shí)的飛行器數(shù)量、朝向航路點(diǎn)飛行的飛行器數(shù)量、 航路段上允許的飛行器最大數(shù)量、航路點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)允許通過的飛行器數(shù)量等信息。由空 中交通管理的系統(tǒng)計(jì)算決策時(shí),系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控各飛行器的飛行狀態(tài)信息,如飛行器當(dāng) 前位置、目的地、航路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖等,從而可以根據(jù)飛行器的標(biāo)識(shí),找到該飛行器的飛行狀 態(tài)信息,從而計(jì)算該飛行器的各個(gè)待選航路點(diǎn),并將確定的航路點(diǎn)結(jié)果實(shí)時(shí)通知飛行器。其 中,根據(jù)代價(jià)函數(shù)計(jì)算公式中所需的,飛行器平均飛行速度V、飛行目的地nh、待選航路點(diǎn) η,、當(dāng)前飛行航路段終點(diǎn)或起飛點(diǎn)n1;等信息,即可以通過飛行器獲取也可以通過空中交通 管理系統(tǒng)獲取,或上述信息同時(shí)存在于飛行器和空中交通管理系統(tǒng)內(nèi),具體的獲取方式可 由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際交互需求確定,本申請(qǐng)對(duì)此不作限定。通過獲取到的nh、nP Ii1等信息,選擇裝置根據(jù)各個(gè)航路點(diǎn)的經(jīng)煒坐標(biāo)計(jì)算得到d]h,d1];此外,β、γ ρ γ2、γ3的確 定可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際飛行器飛行情況取值,本申請(qǐng)對(duì)此不作具體限定。但優(yōu)選 的,Y 1、Y 2、Y 3的取值范圍為:Y 1多1,Y 2= Y 3= 1。
[0088] 進(jìn)一步地,一般情況下,例如現(xiàn)有民航飛行的航路網(wǎng),CdP D j是固有的系統(tǒng)屬性, 但當(dāng)根據(jù)不同的飛行需求,在臨時(shí)構(gòu)建的航路網(wǎng)上進(jìn)行飛行路徑選擇時(shí),C1,和D ,可以跟據(jù) 以下方式得到;
[0089] 航路點(diǎn)Ii1和待選航路點(diǎn)n j之間的航路段容量
;其中,符號(hào)「]是上 取整函數(shù);d :飛行器之間的飛行間隔距離要求;ε :第五預(yù)設(shè)參數(shù),用于調(diào)節(jié)航路段容量Cu與航路段長度(Iij間的關(guān)系。
[0090] 待選航路點(diǎn)Iij的吞吐量D _j= a k _j;其中,k :待選航路點(diǎn)n 的度,度為與n 直接 關(guān)聯(lián)的航路段的數(shù)量;α :第六預(yù)設(shè)參數(shù),用于調(diào)節(jié)待選航路點(diǎn)n]吞吐量D ,與待選航路點(diǎn) η,的度k ,之間的關(guān)系。其中,本申請(qǐng)對(duì)第五預(yù)設(shè)參數(shù)ε、第六預(yù)設(shè)參數(shù)α不作具體限定, 可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際航路網(wǎng)情況取值。
[0091] 本實(shí)施例的實(shí)時(shí)選擇飛行器飛行路徑,能夠充分利用空域資源,可滿足不同飛行 場景下對(duì)飛行靈活性的需求;且計(jì)算代價(jià)函數(shù)值的過程中不需要航路網(wǎng)絡(luò)整體的信息,只 需要利用飛行器當(dāng)前所在位置附近的航路段和航路點(diǎn)的相關(guān)信息,飛行器與空中交通管理 系統(tǒng)之間為計(jì)算動(dòng)態(tài)飛行路徑而發(fā)生的信息交互量??;每一次只計(jì)算飛行路徑中的一個(gè)航 路段,不需要進(jìn)行整個(gè)飛行路徑的計(jì)算,計(jì)算復(fù)雜度低,計(jì)算速度快;且考慮了實(shí)際飛行中 轉(zhuǎn)向角的限制,滿足飛行路徑選擇的實(shí)際工程需求。
[0092] 圖4為本發(fā)明飛行路徑選擇裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖4所示,飛行路徑 選擇裝置,包括:計(jì)算模塊11,用于確定與起飛點(diǎn)直接關(guān)聯(lián)的所有待選航路點(diǎn)的集合Vs,針 對(duì)集合Vs內(nèi)各個(gè)待選航路點(diǎn),計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù);在集合V 3內(nèi)確定具有最小 代價(jià)函數(shù)值的待選航路點(diǎn)作為第一航路段終點(diǎn);判斷模塊12,用于確定與第一航路段終點(diǎn) 直接關(guān)聯(lián)的所有待選航路點(diǎn)的集合V1,判斷集合V1內(nèi)是否存在飛行器的目的地;若存在,確 定第一航路段終點(diǎn)與所述目的地間的航路段為最末航路段,結(jié)束飛行路徑選擇;計(jì)算模塊 11,還用于在判斷模塊12判斷出集合V1內(nèi)不存在飛行器的目的地的情況下,根據(jù)飛行器的 最大轉(zhuǎn)向角,刪除集合V1內(nèi)大于最大轉(zhuǎn)向角的待選航路點(diǎn),得到集合V/,針對(duì)集合V/內(nèi) 各個(gè)待選航路點(diǎn),計(jì)算各個(gè)待選航路點(diǎn)的代價(jià)函數(shù);在集合V1'內(nèi)確定具有最小代價(jià)函數(shù) 值的待選航路點(diǎn)作為下一個(gè)航路段終點(diǎn);更新模塊13,用于更新第一航路段終點(diǎn)為下一個(gè) 航路段終點(diǎn),并通知判斷模塊12繼續(xù)執(zhí)行。
[0093] 本實(shí)施例的裝置,可用于執(zhí)行圖2所示飛行路徑選擇方法實(shí)施例一的技術(shù)方案, 其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似,此處不再贅述。
[0094] 圖5為本發(fā)明飛行器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖5所示,飛行器,包括飛行器 本體,在飛行器本體內(nèi)安裝有如上述的選擇裝置,還包括:
[0095] 第一獲取模塊14,用于從飛行器和/或空中交通管理系統(tǒng)獲取第一代價(jià)參數(shù),第 一代價(jià)函數(shù)參數(shù)包括:飛行器平均飛行速度v、飛行目的地nh、待選航路點(diǎn)Iij、當(dāng)前飛行航路 段終點(diǎn)或起飛點(diǎn)ni;
[0096] 發(fā)送接收模塊15,用于發(fā)送第二代價(jià)函數(shù)參數(shù)獲取請(qǐng)求到空中交通管理系統(tǒng),獲 取請(qǐng)求包括:飛行器標(biāo)識(shí);接收空中交通管理系統(tǒng)根據(jù)飛行器標(biāo)識(shí)獲取到的第二代價(jià)函數(shù) 參數(shù),第二代價(jià)函數(shù)參數(shù)包括叫和η ,航路段上實(shí)時(shí)飛行器數(shù)量L lP叫和η ,間航路段上 所允許的飛行器最大數(shù)量Cip η,在單位時(shí)間內(nèi)允許通過的飛行器數(shù)量D ,、與!!,直接關(guān)聯(lián) 的