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龍圖騰網獲悉吉林大學申請的專利無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120335478B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510821856.3，技術領域涉及：G05D1/46；該發明授權無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法是由席建鋒;李東恒;鄭黎黎;孟凡運;莊肅巖;苗書祺;湯芷;劉冰;趙軍龍;丁同強;張笑晗;嚴文設計研發完成，并于2025-06-19向國家知識產權局提交的專利申請。

本無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法在說明書摘要公布了：本發明屬于無人機應急控制系統領域，涉及無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法，該方法通過構建六自由度動力學模型并納入環境因素及控制意圖，獲取無人機的平衡狀態，將平衡狀態與實時數據動態比對得到狀態偏差，以狀態偏差來推導無人機的故障概率，實現對無人機可能故障的靈敏預警；此外，該方法構建電磁安全邊界與物理安全邊界的雙層聯動框架，結合故障概率來實現安全風險識別，確保無人機與高速公路上車隊之間的安全區域能夠隨著速度、車隊密度及干擾強度以風險值進行表征；還考慮無人機在空中飛行時的故障概率，當故障概率大于預設閾值時，判斷無人機失控狀態，采取對應的控制策略，保證無人機部分或全面失控時的飛行安全。

本發明授權無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法在權利要求書中公布了：1.無人機在鄰近高速公路空域飛行時的風險識別與應急方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟S1：數據采集，獲取無人機周圍環境數據與附近行駛的車輛基本信息； 步驟S2：建立包括風力在內的六自由度動力學模型；將操控員處的搖桿信號轉換為運動學狀態變化，基于建立的六自由度動力學模型計算無人機的平衡狀態，將實時獲取的無人機的當前狀態與平衡狀態對比，獲取平衡狀態與當前狀態的狀態偏差，基于狀態偏差計算位置環的瞬時故障裕度和姿態環的瞬時故障裕度，從而獲取無人機的動力故障概率、姿態故障概率及當前的綜合故障概率； 步驟S3：構建車隊以及基礎設施的物理安全邊界；同時對公路上行駛的車輛、基礎設施發出的頻段進行實時檢測，并與無人機當前的通訊頻段進行對比，若與當前無人機通信頻率重合，則生成電磁安全邊界；基于物理安全邊界與電磁安全邊界生成全局安全邊界； 步驟S4：建立無人機碰撞盒，同時判斷綜合故障概率是否超過預設的閾值，若未超過預設的閾值，則由操控員控制無人機，同時基于無人機碰撞盒與步驟S3的全局安全邊界識別無人機當前安全風險，并根據安全風險等級對操控員進行相應預警；若綜合故障概率超過預設的閾值，則執行步驟S5； 步驟S5：識別無人機的故障類型，基于當前時刻無人機的狀態、無人機的動力故障概率、姿態故障概率計算無人機在當前位置的綜合故障墜落路徑域，并獲取無人機在故障情況下的故障狀態風險值；之后根據綜合故障概率判斷無人機失控程度，若為部分失控，則控制無人機的飛行方向，使其向故障狀態風險值低的方向前進，當所計算的故障狀態風險值為零，無人機強制執行安全降落；若為全部失控，則將綜合故障墜落路徑域映射至全局坐標系形成最終墜落影響邊界，基于全局安全邊界和形成的最終墜落影響邊界，對墜落地點周圍的車輛發出避讓指令，若存在基礎設施則進行防護； 其中，步驟S2中位置環的瞬時故障裕度為： 其中，||*||2表示數學中的2-范數，表示無人機的當前位置，即為無人機平衡狀態下的位置；Δsrange為無人機可達到的各向速度范圍，sreal為無人機在t1時刻的實際速度集合，sideal為無人機在t1時刻平衡狀態下的速度集合；且κ為時間衰減因子；λposition為控制項重要程度的權重系數； 姿態環的瞬時故障裕度為： 其中，ηreal、表示無人機的當前姿態角和姿態角速度，滿足ηideal、為無人機平衡狀態下的姿態角和姿態角速度，ηmax為無人機所能達到的最大姿態角，為無人機可達到的各向姿態范圍；且k為時間衰減因子，λattitude為控制項重要程度的權重系數； 無人機的動力故障概率Pposition與姿態故障概率Pposture表示為： 無人機的綜合故障概率表示為： 其中，σp與σa分別為位置與姿態角的瑞利分布尺度參數，和ζ’為權重系數，取值范圍0.2-0.7，ζ’取值范圍0.2-0.7，兩者相加應當等于1。

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