无人机安全间隔的确定方法

为准确描述无人机空中运行风险,并确定安全间隔,建立了一种综合考虑碰撞概率和冲突率的碰撞风险模型。首先根据无结构空域中两种不同的运行条件,分别建立了碰撞概率模型,针对空域内无法获取动态且无避撞措施的无人机,建立了结合航向的不确定性和位置误差的碰撞概率模型,计算碰撞概率对应的安全间隔;针对空域内可以获取动态且采取避撞措施的无人机,基于其机动性能以及位置误差,系统误差和人为因素,确定避撞所需的安全间隔并计算相应碰撞概率。然后,根据多旋翼无人机在无结构空域运行的特点,使用气体模型以确定空域内的冲突率,将前一步计算得到的安全间隔作为冲突距离,输入进气体模型,计算空域内的冲突频率。最后结合安全间隔对应的碰撞概率和冲突率,得到空域内的碰撞风险。以物流无人机为例,使用上述方法计算无结构空域内碰撞风险和安全间隔,并对两种不同模式进行比较分析,结果表明在无法获取空域内其他无人机的动态信息且无避撞措施时,5%碰撞概率对应的安全间隔为最佳;在可获取动态信息并采取避撞措施时,碰撞风险随着冲突条件下的碰撞概率减少而减少。两种模型均为可行的和有效的,可以为在此两种条件下运行的无人机安全间隔提供参考。