一种基于禁飞区约束的航路规划方法与装置与流程

文档序号:12591393阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于禁飞区约束的航路规划方法,应用在无人机上,其特征在于,所述方法包括:

将所述无人机从起点位置到终点位置之间的禁飞区域中的交叉区域和密集小区域进行分片,得到不同的分片禁飞区域;

将每个所述分片禁飞区域的外切圆包含的区域确定为圆形禁飞区域;

在所述圆形禁飞区域间采用圆的内外公切线的方法,求解所述起点位置到所述终点位置间的各直线可行路径和可行航路点,所述可行航路点为所述直线可行路径与所述圆形禁飞区域的交点;

根据所述直线可行路径确定从所述起点位置到所述终点位置间的所有可行航线;

依据所述所有可行航线与所述可行航路点规划所述起点位置到所述终点位置之间的最优航路。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据所述所有可行航线与所述可行航路点规划所述起点位置到所述终点位置之间的最优航路,包括:

从所述所有可行航线中选择路径最短的航线为最优航线;

根据所述可行航路点的属性为入切点还是出切点,确定所述最优航线中相邻两条所述直线可行路径中相邻的两个所述可行航路点间的飞行模式,得到所述起点位置到所述终点位置之间的最优航路。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述可行航路点的属性为入切点还是出切点,确定所述最优航线中相邻两条所述直线可行路径中相邻的两个所述可行航路点间的飞行模式,包括:

若所述最优航线中所述相邻两条直线可行路径中所述相邻的两个可行航路点是由出切点到入切点,则采用直线飞行模式,所述出切点为根据所述可行航线的方向离开所述圆形禁飞区域的直线可行路径与所述圆形禁飞区域的切点,所述入切点为根据所述可行航线的方向飞入所述圆形禁飞区域的直线可行路径与所述圆形禁飞区域的切点;

若所述最优航线中相邻两条直线可行路径中所述相邻的两个可行航路点是由所述入切点到所述出切点,则采用弧线飞行模式。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述圆形禁飞区域间采用圆的内外公切线的方法,求解所述起点位置到所述终点位置间的各直线可行路径和可行航路点,包括:

获取所述起点位置作为当前位置;

针对所述当前位置,执行当前直线可行路径的寻找流程,所述寻找流程包括:

确定所述当前位置与所述终点位置之间的当前连接线;

判断所述当前连接线是否经过所述圆形禁飞区域;

如果所述当前连接线经过所述圆形禁飞区域,则确定所述当前连接线上距离所述当前位置最近的圆形禁飞区域,并确定所述当前位置所在圆形禁飞区域与所述距离最近的圆形禁飞区域间,经过所述当前位置侧的当前公切线;

判断所述当前公切线是否经过所述圆形禁飞区域;

若否,判断与所述当前公切线相邻的直线可行路径是否与所述当前公切线确定的路径相交;如果否,则确定所述当前公切线为当前直线可行路径;

以所述当前直线可行路径的终点为当前位置,执行所述寻找流程,直至所述起点位置到所述终点位置之间的所有直线可行路径确定完毕。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,针对所述当前位置,执行当前直线可行路径的寻找流程,所述寻找流程,还包括:

如果所述当前连接线不经过所述圆形禁飞区域,判断所述当前位置是否为所述终点位置,若是所述终点位置,则确定所述当前连接线为所述当前直线可行路径;

若不是所述终点位置,则计算所述终点位置到所述当前位置所在圆形禁飞区域的所述当前位置侧的当前公切线;

判断所述当前公切线是否经过所述圆形禁飞区域;

若经过,将所述当前公切线作为当前连接线,执行所述当前连接线经过所述圆形禁飞区域的步骤;

若不经过,则确定所述当前连接线为当前直线可行路径。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述判断与所述当前公切线相邻的直线可行路径是否与所述当前公切线确定的路径相交,还包括:

如果相交,则将与所述当前公切线相邻的直线可行路径的起点所在的圆形禁飞区域和所述当前公切线确定的路径的终点所在的圆形禁飞区域间的在所述当前公切线侧的外公切线,作为当前连接线,执行判断所述当前连接线是否经过所述圆形禁飞区域的步骤。

7.一种基于禁飞区约束的航路规划装置,所述装置集成在无人机上,其特征在于,包括:

获取单元,用于将所述无人机从起点位置到终点位置之间的禁飞区域中的交叉区域和密集小区域进行分片,得到不同的分片禁飞区域;

第一确定单元,用于将每个所述分片禁飞区域的外切圆包含的区域确定为圆形禁飞区域;

计算单元,用于在所述圆形禁飞区域间采用圆的内外公切线的方法,求解所述起点位置到所述终点位置间的各直线可行路径和可行航路点,所述可行航路点为所述直线可行路径与所述圆形禁飞区域的交点;

第二确定单元,用于根据所述直线可行路径确定从所述起点位置到所述终点位置间的所有可行航线;

第三确定单元,用于依据所述所有可行航线与所述可行航路点规划所述起点位置到所述终点位置之间的最优航路。

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第三确定单元包括:

第一确定子单元,用于从所述所有可行航线中选择路径最短的航线为最优航线;

第二确定子单元,用于根据所述可行航路点的属性为入切点还是出切点,确定所述最优航线中相邻两条所述直线可行路径中相邻的两个所述可行航路点间的飞行模式,得到所述起点位置到所述终点位置之间的最优航路。

9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述第二确定子单元,具体用于:

在所述最优航线中所述相邻两条直线可行路径中所述相邻的两个可行航路点是由出切点到入切点的情况下,则确定采用直线飞行模式;或者,在所述最优航线中所述相邻两条直线可行路径中所述相邻的两个可行航路点是由入切点到出切点,则采用弧线飞行模式,所述出切点为根据所述可行航线的方向离开所述圆形禁飞区域的直线可行路径与所述圆形禁飞区域的切点,所述入切点为根据所述可行航线的方向飞入所述圆形禁飞区域的直线可行路径与所述圆形禁飞区域切点。

10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述计算单元包括:

获取子单元,用于获取所述起点位置作为当前位置;

执行子单元,用于针对所述当前位置,确定所述当前位置与所述终点位置之间的当前连接线;

判断所述当前连接线是否经过所述圆形禁飞区域;

如果所述当前连接线经过所述圆形禁飞区域,则确定所述当前连接线上距离所述当前位置最近的圆形禁飞区域,并确定所述当前位置所在圆形禁飞区域与所述距离最近的圆形禁飞区域间,经过所述当前位置侧的当前公切线;

判断所述当前公切线是否经过所述圆形禁飞区域;

若否,判断与所述当前公切线相邻的直线可行路径是否与所述当前公切线确定的路径相交;如果否,则确定所述当前公切线为当前直线可行路径;

触发子单元,用于以所述当前直线可行路径的终点为当前位置,寻找从当前位置开始的直线可行路径,直至所述起点位置到所述终点位置之间的所有直线可行路径确定完毕。

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