一种直升机自适应前视告警方法、装置与直升机制造方法及图纸

本公开实施例提供一种直升机自适应前视告警方法、装置及直升机，属于飞行器技术领域。具体包括：获取第一数据集合，第一数据集合包括直升机的预设飞行区域内的原始地形数据和原始障碍物数据；根据直升机当前的航电数据，生成前视告警区域；获取直升机的雷达探测到的对应前视告警区域的实时障碍物数据；根据直升机当前的航电数据，调制直升机的前视告警包络；将实时障碍物数据和第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果。将雷达主动探测得到的障碍物数据与HTAWS系统地形数据库、障碍物数据库中的地形、障碍物数据进行实时融合，提高数据置信等级，提升前视告警检测能力。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机自适应前视告警方法、装置与直升机
本公开涉及飞行器
，尤其涉及一种直升机自适应前视告警方法、装置与直升机。
技术介绍
直升机的飞行环境一般具有飞行高度低，周围地形环境复杂等特点，直升机地形感知与告警系统可有效避免直升机可控飞行撞地事故(CFIT)的发生。直升机地形感知与告警系统(HelicopterTerrainAwarenessWarningSystem，HTAWS)用于为飞行员提供威胁近地场景及周边地形的态势感知。目前国际上主要的HTAWS产品为美国Honeywell公司研制的MKXII型、美国Sandel公司研制ST3453H型货架产品。国内目前没有成熟的HTAWS产品，仅有部分高校进行了一部分理论研究。HTAWS系统中前视告警功能对直升机飞行过程中的地形与障碍物进行探测，具备针对飞行阶段及任务特性的包络调制功能，针对权1的方案，扩充现有的仅利用原始地形数据和原始障碍物数据导致地形感知的实时性差，并且在虚警、漏警率上存在问题。
技术实现思路
有鉴于此，本公开实施例提供一种直升机自适应前视告警方法、装置与直升机，至少部分解决现有技术中存在的问题。第一方面，本公开实施例提供了一种直升机自适应前视告警方法，所述方法包括：获取第一数据集合，其中，所述第一数据集合包括所述直升机的预设飞行区域内的原始地形数据和原始障碍物数据；根据所述直升机当前的航电数据，生成前视告警区域，其中，所述航电数据至少包括经度、纬度、航向角和地速；获取所述直升机的雷达探测到的对应所述前视告警区域的实时障碍物数据，其中，所述雷达的探测区域与所述前视告警区域至少部分重合；根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络；将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果。可选的，所述获取第一数据集合的步骤，包括：在预先存储的地形数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始地形数据，以及，在预先存储的障碍物数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始障碍物数据；将所述原始地形数据和所述原始障碍物数据融合，作为所述第一数据集合。可选的，所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测的步骤之前，所述方法还包括：将所述第一数据集合和所述障碍物数据实时融合，作为第二数据集合；所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测的步骤，包括：将所述第二数据集合与调制后的前视告警包络进行碰撞检测。所述碰撞检测即将告警包络与融合后数据的高程值进行比对，若高程值处于告警包络内，则输出相应的告警结果可选的，所述根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络的步骤，包括：根据所述航电数据中的经度和纬度计算机场距离系数，并根据所述机场距离系数调制所述前视告警包络中的下探距离；根据所述航电数据中的经度和纬度计算机场距离系数，并根据所述机场距离系数和速度调制系数、任务模式调制所述前视告警包络中的下探距离；根据所述航电数据中的地速、滚转角及任务系数，调制所述前视告警包络中的前视距离。可选的，所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果的步骤，包括：在所述前视告警区域内，沿预设方向，按照预设步长进行遍历，所述预设方向为所述直升机的行进方向；求解每个距离门内地形/障碍物高度的实际最大值；判断所述距离门内地形/障碍物高度的实际最大值是否大于或者等于所述前视告警包络中对应距离门的包络值；若所述距离门内地形/障碍物高度的实际最大值大于或者等于所述前视告警包络中对应距离门的包络值，则输出告警结果。第二方面，本公开实施例提供了一种直升机自适应前视告警装置，所述装置包括：第一获取模块，用于获取第一数据集合，其中，所述第一数据集合包括所述直升机的预设飞行区域内的原始地形数据和原始障碍物数据；生成模块，用于根据所述直升机当前的航电数据，生成前视告警区域，其中，所述航电数据至少包括经度、纬度、航向角和地速；第二获取模块，用于获取所述直升机的雷达探测到的对应所述前视告警区域的实时障碍物数据，其中，所述雷达的探测区域与所述前视告警区域至少部分重合；调制模块，用于根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络；检测模块，用于将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果。可选的，所述第一获取模块用于：在预先存储的地形数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始地形数据，以及，在预先存储的障碍物数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始障碍物数据；将所述原始地形数据和所述原始障碍物数据融合，作为所述第一数据集合。可选的，所述装置还包括数据融合模块，用于：将所述第一数据集合和所述实时障碍物数据融合，作为第二数据集合；所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测的步骤，包括：将所述第二数据集合与调制后的前视告警包络进行碰撞检测。可选的，所述调制模块用于：根据所述航电数据中的经度和纬度计算机场距离系数，并根据所述机场距离系数调制所述前视告警包络中的净空值和下探距离；根据所述航电数据中的地速及滚转角，调制所述前视告警包络中的前视距离。第三方面，本公开实施例提供了一种直升机，包括直升机本体及地形感知与告警系统，所述地形感知与告警系统用于执行第一方面中任一项所述的直升机自适应前视告警方法。本方法在原有的前视告警方法基础上，将雷达主动探测得到的障碍物数据与HTAWS系统地形数据库、障碍物数据库中的地形、障碍物数据进行实时融合，提高数据置信等级，提升前视告警检测能力；将HTAWS系统的地形数据库与障碍物数据库进行离线融合预处理，得到一种新的融合数据库，前视告警功能使用该数据库后，可缩短告警检测时间；针对融合数据库，建立前视告警模式下的数据库搜索引擎，可用于前视告警检测，前视地形显示，障碍物告警检测，障碍物显示；针对直升机飞行阶段及任务进行针对性包络调制，排除多任务场景下的错误告警。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本公开实施例提供的一种直升机自适应前视告警方法的流程示意图；图2至图8为本公开实施例提供的直升机自适应前视告警方法的过程示意图；图9为本公开实施例提供的直升机自适应前视告警装置的模块框图。具体实施方式下面结合附图对本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直升机自适应前视告警方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取第一数据集合，其中，所述第一数据集合包括所述直升机的预设飞行区域内的原始地形数据和原始障碍物数据；/n根据所述直升机当前的航电数据，生成前视告警区域，其中，所述航电数据至少包括经度、纬度、航向角和地速；/n获取所述直升机的雷达探测到的对应所述前视告警区域的实时障碍物数据，其中，所述雷达的探测区域与所述前视告警区域至少部分重合；/n根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络；/n将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种直升机自适应前视告警方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一数据集合，其中，所述第一数据集合包括所述直升机的预设飞行区域内的原始地形数据和原始障碍物数据；
根据所述直升机当前的航电数据，生成前视告警区域，其中，所述航电数据至少包括经度、纬度、航向角和地速；
获取所述直升机的雷达探测到的对应所述前视告警区域的实时障碍物数据，其中，所述雷达的探测区域与所述前视告警区域至少部分重合；
根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络；
将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一数据集合的步骤，包括：
在预先存储的地形数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始地形数据，以及，在预先存储的障碍物数据库内提取对应所述预设飞行区域的原始障碍物数据；
将所述原始地形数据和所述原始障碍物数据融合，作为所述第一数据集合。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测的步骤之前，所述方法还包括：
将所述第一数据集合和所述障碍物数据实时融合，作为第二数据集合；
所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测的步骤，包括：
将所述第二数据集合与调制后的前视告警包络进行碰撞检测。
所述碰撞检测即将告警包络与融合后数据的高程值进行比对，若高程值处于告警包络内，则输出相应的告警结果。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述直升机当前的航电数据，调制所述直升机的前视告警包络的步骤，包括：
根据所述航电数据中的经度和纬度计算机场距离系数，并根据所述机场距离系数调制所述前视告警包络中的下探距离；
根据所述航电数据中的经度和纬度计算机场距离系数，并根据所述机场距离系数和速度调制系数、任务模式调制所述前视告警包络中的下探距离；
根据所述航电数据中的地速、滚转角及任务系数，调制所述前视告警包络中的前视距离。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述实时障碍物数据和所述第一数据集合，与调制后的前视告警包络进行碰撞检测，并在检测到碰撞威胁时输出告警结果的步骤，包括：
在所述前视告警区域内，沿预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，孙慧娟，杨天戈，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32