HB8737-2023民用无人机系统自主控制等级要求.docx

ICS49.025V36HB中华人民共和国航空行业标准HB8737-2023民用无人机系统自主控制等级要求RequirementsforcivilUASautonomouscontrollevels20231229发布2024-07-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布目次前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14动态任务以及人机角色划分14.1 动态任务划分14.2 人机角色划分25自主控制等级划分要求25.1 划分原则25.2 划分要求3-Z.a-刖百本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国航空工业集团有限公司提出。本文件由中国航空综合技术研究所归口。本文件起草单位：北京理工大学、中国航空综合技术研究所、西安爱生技术集团有限公司、深圳美团低空物流科技有限公司、广东省标准化研究院、北京航空航天大学、北京北航天宇长慨无人机科技有限公司、北京卓翼智能科技有限公司。本文件主要起草人：张福彪、舒振杰、林德福、胡应东、王佳胜、莫雳、车嘉兴、吕佩剑、张小林、杨俊伟、刘新福、黄继雄、唐塘、任雪峰、贾佳、张泽京、王久元。Il民用无人机系统自主控制等级要求1范围本文件规定了民用无人机系统的动态任务、人机角色和自主控制等级的划分要求。本文件适用于民用无人机系统自主控制等级的划分，其他无人机系统可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修订单）适用于本文件。GB/T35018-2018民用无人驾驶航空器系统分类及分级GB/T38152-2019无人驾驶航空器系统术语3术语和定义GB/T350182018和GB/T381522019界定的及下列术语和定义适用于本文件。3.1自主飞行系统autonomousflightsystem能够持续的支持无人机以自主控制的方式完成动态任务的硬件和软件系统。3.2J三fiSoperationaldesigndomain自主飞行功能或者系统达到其设计性能的有效运行条件。注：包括但不限于：设it约束、空域限制、地陷心队气象环境、基础设施、与其他协同无人机或者系统的交互等。其反映了自主飞行功能及系统的运行边界。3.3小风险状态minimumriskstatus无人机系统在出现异常时，所能达到的不对空中及地面产生安全威胁的稳定飞行状态。注：异常状态的产生包括超出设Il运行域、系统故障等。可由自主飞行系统、操作员依据飞行和任务状态操控无人机达到最小风险状态。4动态任务以及人机角色划分1 .1动态任务划分1.1.1 任务1：持续机动控制无人机系统应实时、持续地完成稳定飞行运动控制的任务（如姿态控制、轨迹控制）。1.1.2 任务2:航迹规划与飞行管理航迹规划应实现任务航段规划、航迹点生成以及其选择、加载、更新等功能。飞行管理应实现无人机平台的飞行性能及状态管理。1.1.3 任务3:避障及事件响应无人机系统应实现环境感知和监测，完成感知（物体检测、识别、分类以及事件识别等），以及相应的避障和事件响应功能。典型的功能包含感知与避撞、人员跟随、目标追踪等。1.1.4 任务4:监管识别与通信无人机系统应能够完成身份识别、飞行状态回传及其与外界信息交换。1.1.5 任务5:任务规划与管理任务规划应实现包含进行目的地选择、任务调度、载荷管理、通讯链路管理、协同管理（协同任务规划和任务目标分配）等（见图1）。任务管理应综合考虑任务依赖关系进行任务时间序列、任务优先级、任务时间窗口管理等。动态任务最小风险状态操作员夫在回路芭人在回路E应答介入人在回彭卜图1人机角色划分（箭头方向为操作员视角，其起点反映职责发起主体）2 .2人机角色划分4 .2.1人在回路中自主飞行系统正常执行动态任务时，操作员（或可在自主飞行系统的辅助下）主要职责为对系统运行持续参与，如执行部分或者全部飞行操纵、航迹规划等任务。最小风险状态由操作员维持。5 .2.2人在回路上自主飞行系统正常执行动态任务时，操作员主要职责为监督与接管。最小风险状态由操作员维持。6 .2.3人在回路外自主飞行系统正常执行动态任务时，操作员主要职责为对自主飞行系统请求执行应答介入。最小风险状态由自主飞行系统维持。5自主控制等级划分要求划分原则依据自主飞行系统对人工参与及干预依赖程度不同，形成自主飞行系统和操作员的人机角色划分,5.1将无人机自主控制等级界定为0级零自主到5级完全自主6个级别，分别为等级0（零自主），等级1（辅助飞行），等级2（部分自主化），等级3（监督自主化），等级4（高度自主化），等级5（完全自主）（见表1）。自主控制等级与一-组动态任务及其设计运行域唯一对应。表1无人机自主控制等级划分等级等级O等级1等级2等级3等级4等级5任务定义等级名称零自主辅助飞行部分自主化监督自主化高度自主化（半自主）完全自主人机角色人在回路中人在回路中人在回路中或人在回路上或人在回路外人在回路上或人在回路外人在回路外人在回路外部分或者全部动态彳壬务中人机角色划分1持续机动控制操作员操作员（持续参与）和自主飞行系统自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统自主飞行系统2航迹规划与飞行管理操作员操作员（持续参与）和自主飞行系统自主飞行系统（操作员监督与接管）自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统自主飞行系统3避障及事件响应操作员操作员操纵员（持续参与）和自主飞行系统自主飞行系统（操作员监督与接管）自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统4监控识别与通信操作员操作员操纵员（持续参与）和自主飞行系统自主飞行系统（操作员监督与接管）自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统5任务规划与管理操作员操作员操作员（持续参与）和自主飞行系统自主飞行系统（操作员监督与接管）自主飞行系统（操作员应答介入）自主飞行系统（操作员应答介入）5.2 划分要求5.2.1 等级0:零自主任务1到任务5,无人机不具备自动控制或自主控制能力，全程人工完成，自主控制等级0零自主示意图见图2.超任务任务1任务2任务3任务4任务6持续机动拄制筑迹规划与飞行管理障碍又写件监控识别与值任务规划与管理等级0零自主掾作员操作员操作员操作员掾作员人机息色分配持续参与持欲叁与持软金与持侯叁与持埃参与人在回中图2自主控制等级0零自主5.2.2 等破1:辅助飞行任务1到任务2:自主飞行系统辅助操作员承完成，操作员应持续参与；任务3到任务5:操作员完成。自主控制等级1辅助K行示意图见图3。等级1辅助飞行任务2ora任务3mu#响应执行任务4脸踢任务5任务规划与管理自主M獭自主飞行系统色分配持欧屿一一持续若：<zP操作员操作员操作员操作员操作员图3自主控制等级1辅助飞行（俯头方向为操作员视角）5.23 等级2:部分自主化任务1:自主飞行系统完成，操作员应应答介入；任务2:自主飞行系统完成，操作员应监督与接管；任务3到任务5:自主飞行系统辅助操作员完成，操作员应持续参与。自主控制等级2部分自主化示意图见图4。等级2部分自主化任务1任务2任务3任务5航迹规划与IMBM响应执行三iRS,J与通信tt½J与领！自主飞行修I自主飞行滕沪主飞行系笼自主飞行检自主飞行朝人声色筑应渐入M<M操作员操作员操作员MtWA卡员上图4自主控制等级2部分自主化（箭头方向为操作员视角）5.24 等级3:监督自主化任务1到任务2:自主飞行系统完成，操作员应应答介入；任务3到任务5:自主飞行系统完成，操作员应监督与接管。自主控制等级3监督自主化示意图见图5。色分配等级3监督自主化自主控制等级3监督自主化（箭头方向为操作员视角）图55.2.5等级4:高度自主化任务1到任务2:自主飞行系统完成；任务3到任务5:自主飞行系统完成，操作员应答介入。自主控制等级4高度自主化示意图见图6。等级4高度自主化动态任务人机角色分配任如任务2航班规划与飞行管理任务3障碍及件响应执行任务4监控识别与通值任宗任务规划与管理自主飞行系统自主飞行系统自主飞行系观自主飞行系统自主飞行系线应4F介入-应答介入7V、|/应答介入7/:操1作员操作员操作员人在回踣外自主控制等级4高度自主化（箭头方向为操作员视角）5.2.6等级5:全自主化任务1到任务4:自主飞行系统完成；任务5:自主飞行系统完成，操作员应应答介入。自主控制等级5完全自主示意图见图7。动态任务色分配任务1任务2就迹规划与飞行管理任务3障碍及事件口向应执行任务4监控识别与通信任务5任务规划与管理自主飞行糊t自主飞行系统自主飞行系统自主飞行系统自主飞行系统i1；昌答介入U操作员等级5完全自主图7自主控制等级5完全自主（箭头方向为操作员视角）中华人民共和国航空行业标准民用无人机系疑自主控制等级要求HB8737-2023冬中国航空综合技术研究所出版（北京东外京顺路7号）中国航空综合技术研究所印刷车间印刷北京1665信箱发行版权专有不密翻印开本880X12301/16印张3/4字数21千字2024年6月第一版2024年6月第一次印刷书号：标301.4007定价20.00元