【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人驾驶航空，尤其涉及一种用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台及方法。
技术介绍
1、随着无人机技术的发展和应用，城市空中交通可以提供高效、灵活、环保的城市出行解决方案。然而，城市空中交通及其相应的空中交通服务也面临着诸多挑战，如如何保证安全、高效、可靠的飞行管理、如何协调多种飞行器之间的运行、如何优化飞行路径和资源分配等。为了解决这些问题，需要设计和验证各种空中交通服务算法。然而，由于低空场景的复杂性和不确定性，以及实际飞行测试的成本和风险，仅仅依靠理论分析和数学建模是不够的，需要有一种能够模拟真实运行场景的仿真平台和仿真方法，来对算法进行有效的测试和评估。
技术实现思路
1、为此本专利技术提出了一种用于民用无人驾驶航空低空空中交通服务算法验证的仿真平台及方法，能够较好的模拟真实运行场景，对算法进行较为有效的验证、测试。
2、为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：
3、一种用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台，包括基础数据模块、生成引擎模块、算法接口模块、仿真计算模块和可视化模块，其中：基础数据模块用于存储和管理各种与无人机运行场景相关的数据；生成引擎模块用于根据测试场景预设条件生成不同类型和复杂度的无人机运行场景，并将场景数据发送给基础数据模块；算法接口模块用于提供各类算法接口和数据协议；仿真计算模块用于根据场景数据和外部无人机运行管理算法输出进行仿真计算；可视化模块用于根据用户需求或预设模式提供接口，对仿真
4、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台，其中：基础数据模块存储的数据包括地理信息、气象信息、飞行器信息、飞行任务信息、飞行规则信息。
5、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台，其中：仿真计算模块包括无人机动力学模块、无人机导航模块、无人机控制模块、冲突检测模块和效能计算模块。
6、一种用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，所述方法通过如上所述的仿真平台执行，所述方法包括：
7、(1)启动平台数据总线，接收并输出所需数据；
8、(2)按照预定格式配置测试场景并生成仿真部署配置，传递至平台数据总线备用；
9、(3)接入待测试算法，传递至平台数据总线备用；
10、(4)从平台数据总线提取仿真计算所需数据，开展给定时间窗口的无人机运行管理仿真计算，并根据得到的仿真结果计算评估指标；
11、(5)展现仿真计算和算法测试结果。
12、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中所述仿真方法包括：
13、(1)启动仿真平台，基础数据模块读取平台内置信息，并开放内部数据接口，接收来自生成引擎模块的信息；
14、(2)生成引擎模块根据测试者通过配置文件定义的无人机运行场景信息，生成相应的运行场景；
15、(3)生成引擎模块根据测试者输入的配置文件设置与飞行安全相关的关键参数，并传输给基础数据模块；
16、(4)算法接口模块输入被测试者提供的需验证的无人机运行管理算法；
17、(5)仿真计算模块从基础数据模块接入预设运行场景、飞行规则，并接入待测试算法，开展仿真计算；
18、(6)可视化展示模块对运行仿真结果以及计算得到的量化指标进行可视化展示。
19、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中：
20、生成引擎模块根据测试者配置文件定义的无人机运行场景类型、参数、条件信息，生成相应的运行场景，并传输给基础数据模块,包括：
21、1)运行区域面积s；
22、2)运行区域地面建筑集合；
23、3)公共航线集合；
24、4)可用起降点集合；
25、5)非被控动态无人机运行计划集合。
26、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中：
27、生成引擎模块根据测试者输入的配置文件设置与飞行安全相关的关键参数，并传输给基础数据模块，主要包括：
28、1)无人机与无人机之间最小间隔；
29、2)无人机与建筑物最小间隔；
30、3)无人机运行空间缓冲区参数。
31、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中所述仿真方法还包括：
32、设置与无人机探测性能相关的关键参数，主要包括：
33、1)无人机最大水平探测角度；
34、2)无人机最大上仰角度；
35、3)无人机最大下俯角度；
36、4)无人机最大探测距离。
37、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中算法接口模块提供预定数据格式供仿真平台和待测试算法之间进行信息交互，主要包括：
38、1)unix时间戳，2)无人机编号，3)经度，4)纬度，5)海拔高度，6)空速，7)航向，8)俯仰角，9)滚转角。
39、所述的用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真方法，其中待测试算法在运行场景仿真中需实现的功能为：在给定时间窗口内，根据随机生成的运行需求生成无人机飞行计划，并开展预战术冲突化解，要求保证飞行间隔，最小化影响已存在的其他无人机飞行计划，最大化满足运行需求，具备应急处置能力，能够根据空域动态变化开展战术冲突化解和飞行计划重构。
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1.一种用于民用无人驾驶空中交通服务算法的评估方法，其特征在于，所述评估方法应用于用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台，所述仿真平台包括基础数据模块、算法接口模块和仿真计算模块，所述评估方法包括：
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：基础数据模块存储的数据包括地理信息、气象信息、飞行器信息、飞行任务信息、飞行规则信息。
4.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：仿真计算模块包括无人机动力学模块、无人机导航模块、无人机控制模块、冲突检测模块和效能计算模块。
5.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：算法接口模块提供预定数据格式供仿真平台和待测试算法之间进行信息交互。
【技术特征摘要】
1.一种用于民用无人驾驶空中交通服务算法的评估方法，其特征在于，所述评估方法应用于用于民用无人驾驶空中交通服务算法验证的仿真平台，所述仿真平台包括基础数据模块、算法接口模块和仿真计算模块，所述评估方法包括：
2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于：基础数据模块存储的数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茂霖，吕人力，
申请(专利权)人：中国民航管理干部学院，
类型：发明
国别省市：
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