用于航拍的无人机路径规划方法及管理系统与流程

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及用于航拍的无人机路径规划方法及管理系统。

背景技术

无人机作为近年来新兴的高端技术产品，在很多不同领域内已经有了较多的应用，例如军用的侦查无人机，以及在气象测量中作为气候数据采集设备的无人机等。其中，无人机在旅游项目当中也有较为广阔的应用前景，例如，游客可以在感兴趣的景点或地点预定无人机航拍服务，无人机在游客预定航拍服务之后，会根据任务指令飞到游客所在地点，并根据游客预定的服务类型对游客进行连拍照相、定时录像等服务。一般来讲，无人机在执行一次航拍任务的过程中可以对多位预订服务的游客进行航拍，然后返航。无人机返航后，工作人员会将航拍所得数据发送给游客或将照片洗出来给游客。

现有的使用无人机对游客进行航拍的方案中，无人机管理系统并未对预定航拍服务的目标进行分组，而是针对一个或几个目标直接派发无人机执行航拍任务，无人机单次执行任务所航拍的目标数量根据经验而定，使得无人机执行航拍任务的效率较低，延长了游客的等待时间；同时无人机与任务目标之间的分配不太合理，导致无人机在执行航拍任务过程中的巡航路程较长，降低了无人机执行航拍任务的效率。

技术实现要素：

(一)发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，提高无人机执行航拍任务的效率，缩短游客的等待时间，本发明提供了用于航拍的无人机路径规划方法及管理系统。

(二)技术方案

作为本发明的第一方面，本发明提供了一种用于航拍的无人机路径规划方法，包括：

对已预订航拍服务的目标点进行分组，得到多个目标集合；

获取各无人机与每个所述目标集合之间的总路程距离；

选取满足任务条件的无人机；

将所述多个目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务；其中，

所述满足任务条件包括无人机的剩余巡航距离长于无人机到目标集合的总路程距离，以及无人机无故障。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，在所述对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合之前，该方法还包括：

用户终端获取用于预订航拍服务的图案或文字信息；

用户终端扫描/键入所述图案/文字信息来预订航拍服务，同时上传自身位置作为目标点的位置，或用户终端从预先设定的航拍位置中选择一个位置作为目标点的位置。

作为上述技术方案的一种具体实施方式，在所述对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，并将同一批次内的各目标点作为待分组的目标点。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，该方法还包括：

实时获取所有无人机的位置信息、剩余电量和故障信息。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合具体为：

步骤110，获取航拍服务区域内所有所述目标点的位置，得到目标点总集合，在所述目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点；

步骤120，建立分别与所述多个初始点对应的多个临时集合；

步骤130，获取每个非初始点到各初始点的距离，在非初始点到各初始点的多个距离中选取最小距离，将每个非初始点归入与该非初始点的所述最小距离对应的初始点的临时集合中；其中，所述非初始点为所述目标点总集合中除多个初始点以外的目标点；

步骤140，计算各临时集合内每个目标点与同一临时集合内的其它目标点之间距离的平均值，选取同一临时集合内的所有平均值中的最小值，将与所述最小值对应的目标点作为中心点，进而得到多个中心点；

步骤150，将所述中心点作为新的初始点，反复迭代执行步骤120至步骤150，直到本次得到中心点与前次得到的中心点相同，将与多个中心点对应的多个临时集合作为目标集合。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，在所述对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，设定第一迭代次数，在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到多个目标集合后，记录本次得到的多个目标集合为一个目标集合组，并判断得到所述目标集合组的次数是否达到第一迭代次数，若未达到第一迭代次数，则在保持初始点数量不变的情况下重新对已预订航拍服务的目标点进行分组，若达到第一迭代次数，则从各目标集合组中选取一组目标集合作为最优目标集合组。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，在设定第一迭代次数前设定第二迭代次数，在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到最优目标集合组后，记录本次得到的最优目标集合组并判断得到最优目标集合组的次数是否达到第二迭代次数，若未达到第二迭代次数，则改变选取初始点的数量并使当前选取的初始点数量与之前任一次选取的初始点数量均不相同，然后重新对已预订航拍服务的目标点进行分组，若达到第二迭代次数，则从各最优目标集合组中选取一组作为最终目标集合组。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数选取。

作为本发明的第二方面，本发明还提供了一种用于航拍的无人机管理系统，包括服务器和多台无人机；

所述服务器包括：

目标分组模块，用于对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合；

距离获取模块，用于获取各无人机与每个所述目标集合之间的总路程距离；

无人机选取模块，用于选取满足任务条件的无人机；以及

第一收发模块，用于将包含所述目标分组模块得到的目标集合的航拍任务信息分别发送给对应的所述无人机选取模块选出的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务；

所述无人机包括：

高清摄像头，用于对目标进行照片拍摄和/或影像录制；以及

第二收发模块，用于接收所述服务器发来的航拍任务信息，还用于将所述高清摄像头拍摄或录制的数据发送给所述服务器；其中，

所述满足任务条件包括无人机的剩余巡航距离长于无人机到目标集合的总路程距离，以及无人机无故障。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述服务器还包括：

目标点采集模块，用于采集用户终端上传的自身位置作为目标点的位置，还用于采集用户终端从预先设定的航拍位置中选择一个位置作为目标点的位置。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述服务器还包括：

目标点分批模块，用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，并将同一批次内的各目标点作为待分组的目标点。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述无人机还包括：

信息采集模块，用于采集自身的位置信息、剩余电量和故障信息；

所述第二收发模块还用于将所述信息采集模块采集的信息发送给所述服务器，所述第一收发模块还用于实时获取所有无人机的位置信息、剩余电量和故障信息。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述目标分组模块包括：

初始点选取单元，用于获取航拍服务区域内所有的所述目标点的位置得到目标点总集合，并在所述目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点，所述初始点选取单元还用于接收中心点获取单元发来的作为初始点的多个中心点；

临时集合建立单元，用于建立分别与所述多个初始点对应的多个临时集合；

最小距离选取单元，用于根据所述初始点选取单元获取的多个初始点进一步获取每个非初始点到各初始点的距离，并在非初始点到各初始点的多个距离中选取最小距离；其中，所述非初始点为所述目标点总集合中除多个初始点以外的目标点；

目标点归纳单元，用于根据所述最小距离获取单元选取的最小距离将每个非初始点归入与该非初始点的所述最小距离对应的初始点的临时集合中；

均值计算单元，用于计算所述目标点归纳单元归纳得到的各临时集合内的每个目标点与同一临时集合内的其它目标点之间距离的平均值，选取同一临时集合内的所有平均值中的最小值；

所述中心点获取单元，用于将与所述均值计算单元算出的最小值对应的目标点作为中心点，得到多个中心点，并将所述多个中心点作为新的初始点发送给所述临时集合建立单元进行反复迭代，直到本次得到中心点与前次得到的中心点相同；以及

集合获取单元，用于根据所述中心点获取单元获取的多个中心点进一步获取与多个中心点对应的多个临时集合，并将所述多个临时集合设为目标集合。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述目标分组模块还包括第一循环单元、第一记录单元、第一判断单元和第一分组单元；

第一循环单元用于在所述对已预订航拍服务的目标点进行分组之前设定第一迭代次数，还用于在所述第一判断单元判断得到所述目标集合组的次数未达到第一迭代次数时使所述目标分组模块在保持初始点数量不变的情况下重新对已预订航拍服务的目标点进行分组；

第一记录单元用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到多个目标集合后记录本次得到的多个目标集合为一个目标集合组；

第一判断单元用于判断得到所述目标集合组的次数是否达到第一迭代次数；

第一分组单元用于在所述第一判断单元判断得到所述目标集合组的次数达到第一迭代次数时，从所述第一记录单元记录的各目标集合组中选取一组目标集合作为最优目标集合组。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，所述目标分组模块还包括第二循环单元、第二记录单元、第二判断单元和第二分组单元；

第二循环单元用于在所述第一循环单元设定第一迭代次数前设定第二迭代次数，还用于在所述第二判断单元判断得到最优目标集合组的次数未达到第二迭代次数时，改变选取初始点的数量并使当前选取的初始点数量与之前任一次选取的初始点数量均不相同，然后使所述目标分组模块重新对已预订航拍服务的目标点进行分组；

第二记录单元用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到最优目标集合组后记录本次得到的最优目标集合组；

第二判断单元用于判断得到最优目标集合组的次数是否达到第二迭代次数；

第二分组单元用于在所述第二判断单元判断得到最优目标集合组的次数达到第二迭代次数时，从各最优目标集合组中选取一组作为最终目标集合组。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数选取。

(三)有益效果

本发明提供的用于航拍的无人机路径规划方法及管理系统，具有如下有益效果：

1、在派发无人机执行任务之前，先对预定航拍服务的目标进行分组，并根据分组情况选择满足条件的无人机，提高了无人机执行航拍任务的效率，缩短了游客的等待时间。

2、通过对目标点进行分组及迭代得到的目标集合，可将各目标点根据位置进行归类，将距离相近的目标点归入同一集合中，可以减少无人机在各目标点之间巡航的路程，提高无人机单次任务执行能力，使无人机在单次出航过程中能够对更多的目标点执行航拍任务，提高了航拍任务完成速度，还能够节省资源；

3、通过迭代增加了初始点数量相同时的模拟分组次数，使得到的目标集合更具参考性和合理性，增大了对目标点进行模拟分组的考虑范围并增加了结果的多样性，使更多种类的组合参与选择并淘汰，使得最终得到的目标集合更加合理，优化更为明显；

4、通过将总路程距离细分为往返路程距离和航拍路程距离，并分别对两者进行尽量精确的模拟计算，使得在派发无人机之前能够预知到较为准确的任务消耗，并能够据此来选择更为合适的无人机执行航拍任务。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明提供的无人机路径规划方法的其中一种实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的无人机路径规划方法的另一种实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的无人机路径规划方法的又一种实施例的流程示意图；

图4是本发明提供的无人机管理系统的其中一种实施例的结构框图；

图5是本发明提供的无人机管理系统的另一种实施例的结构框图；

图6是本发明提供的无人机管理系统的又一种实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

以下为本发明提供的用于航拍的无人机路径规划方法的其中一种实施例，为第一实施例。该无人机路径规划方法用于在多个游客预订无人机航拍服务后，对各无人机的航拍路径进行合理规划及分配，以使无人机在最短时间内对所有预订航拍服务的游客进行航拍。图1为本实施例的流程图，如图1所示，该无人机路径规划方法包括如下步骤：

步骤100，对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合。

当一名游客在景区内的某地点处预订无人机的照相摄影服务，或一名游客在景区内预订无人机在预订时间到预订地点处的照相摄影服务时，无人机可以立即飞去该地点对游客进行多角度连拍照相或进行设定时长的影像录制，但当有多名游客分别预订了不同地点处的航拍服务时，就需要多台无人机执行航拍任务，此时需要对多台无人机中每台无人机的具体航拍任务进行划分，而预订航拍服务的各地点位置可能是零散的，其分布为无明显规律的离散分布，因此需要将预订有航拍服务的地点设为目标点，并对各目标点进行分组，以得到多个目标集合，每个目标集合内包含了一个或多个目标点。分组的目的是对无人机的航拍路线进行合理规划，以使多台无人机在最短的时间内完成所有已预订的航拍任务。

在已预订航拍服务的目标点进行分组之前，用户先要预订航拍服务，并告知服务方航拍位置，因此作为上述技术方案中的一个具体实施方式，在对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合之前，还包括如下步骤：

步骤010，用户终端获取用于预订航拍服务的图案或文字信息。

步骤020，用户终端扫描/键入图案/文字信息来预订航拍服务，同时上传自身位置作为目标点的位置，或用户终端从预先设定的航拍位置中选择一个位置作为目标点的位置。

上述预订航拍服务的图案可以是二维码等图案，用户通过手机等用户终端扫描二维码进入微信小程序或特定手机应用程序来预定航拍服务，上述预订航拍服务的文字可以是字符串，用户通过手机等用户终端键入字符串进入微信小程序或特定手机应用程序来预定航拍服务。在预订航拍服务的同时还需要上传目标点位置，目标点可以是用户当前所在位置作为目标点位置，也可以是用户从预先设定好的推荐航拍位置或热门航拍位置中选择一个位置作为目标点位置。

多个用户在不同时间内向控制无人机的管理系统提交预定航拍服务的请求时，管理系统若想将使无人机在单次执行航拍任务的过程中完成对多个目标点的航拍，就需要将接收到的航拍服务请求进行定期处理，而不是收到一个请求就马上派发无人机对请求的用户执行航拍任务，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，在对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，并将同一批次内各用户上传的目标点作为待分组的目标点。

具体地，可以设置一个任务扫描周期，以该扫描周期为单位将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，如t1批次，t2批次等，每个批次内包含1个或多个用户上传的目标点，然后将同一批次内的各目标点作为待分组的目标点。例如，任务扫描周期1分钟，截止到1分钟之后，该1分钟内预订航拍服务的目标点为当次需要执行航拍任务的目标点。也可以理解为，无人机每过一个任务扫描周期就会派发一次执行航拍任务。

步骤200，获取各无人机与每个所述目标集合之间的总路程距离。

无人机在完成任务后会等待下一任务指令，同时根据自身状态决定是否需要充电、检修或更换配件。在得到多个目标集合后，需要获取无人机与每个目标集合之间的总路程距离，以用于之后在选取无人机的时候作为参考依据。获取的总路程距离的个数为无人机数量与目标集合的个数之积。

步骤300，选取满足任务条件的无人机。

在得到分组后的目标集合并获取对应的总路程距离后，需要选取满足任务条件的无人机来执行航拍任务，其中，满足任务条件包括无人机的剩余巡航距离长于无人机到目标集合的总路程距离，还包括无人机无故障信息。只有在无人机a1的剩余巡航距离长于无人机a1与目标集合g1的总路程距离时，无人机a1才能够完成对目标集合g1的航拍任务并顺利返航，否则会在执行任务途中失去能源供应。而无人机若存在故障或需要更换组件时，该无人机必定不能执行任务，否则会发生安全事故。无人机的剩余巡航距离可通过无人机的剩余电量换算得出，可以理解的是，换算得出的剩余巡航距离为理论值，因此在选取满足任务条件的无人机时，无人机的剩余巡航距离不仅要长于目标集合的总路程距离，而且通常会预留一些距离裕量，即电量裕量，例如，无人机a1的剩余巡航距离至少要是上述目标集合g1的总路程距离的1.1倍以上，才会认为无人机a1满足对目标集合g1执行航拍任务的条件。

作为上述技术方案中的一种具体实施方式，步骤300中在选取满足任务条件的无人机时，当所有无人机均无法满足其中一个或多个目标集合的任务条件时，也即存在一个或多个目标集合，该一个或多个目标集合与各无人机之间的总路程距离均长于各无人机的剩余巡航距离时，可采取以下两种策略：

第一种为：等待无人机补充能源直到其满足任务条件，选取该无人机对未被满足任务条件的目标集合执行航拍任务。具体地，例如存在两个目标集合，所有无人机均无法满足该两个目标集合的航拍任务条件，即所有无人机的剩余巡航距离均短于各无人机与该两个目标集合中任一目标集合之间的总路程距离，此时可以等待正在充电的无人机充满电或补充电量到满足目标集合的任务条件，当出现满足目标集合的任务条件的无人机后，选择该无人机作为满足任务条件的无人机。可以理解的是，此种情况对执行航拍任务有一定时间的延迟，但派发的无人机数量不会增加。

第二种为：将上述所有无人机均无法满足任务条件的目标集合分别分解为多个目标子集，获取无人机与每个目标子集之间的总路程距离，再重新选取满足任务条件的无人机。具体地，由于存在有当前任一无人机都无法单独执行航拍任务的目标集合，则若想尽快执行任务，就必须对任务进行分解，例如将包含有20个目标点的目标集合分为4个子集，每个子集包含5个目标点，或根据目标点的位置分为其它数量的子集，各子集包含的目标点的数量也可以不完全相同。然后将分解得到的目标子集作为一个目标集合来对待，获取目标子集与各无人机之间的总路程距离，根据总路程距离选取满足任务条件的无人机。由于目标子集内的目标点数量比分解前目标集合的目标点数量少，因此执行航拍任务所需的总路程距离减少，相当于降低了对无人机剩余电量的标准，以使能够满足任务条件的无人机出现，而代价是需要派发多台无人机而不是任务未分解时的1台。可以理解的是，此种情况可尽快执行航拍任务，但需要增加派发无人机的数量。有利的是，这样做可以根据当前情况的不同而选择不同的应对策略，增加了方案灵活性。

在步骤200中获取总路程距离时，需要先获取无人机的位置信息，再根据目标点的位置信息计算出上述总路程距离，在步骤300中需要通过无人机的剩余电量来换算出无人机的剩余巡航距离，在步骤300中的判断无人机是否满足任务条件时，也需要获取无人机的故障信息。因此作为上述技术方案中的一个具体实施方式，本发明提供的无人机路径规划方法还包括实时获取所有无人机的位置信息、剩余电量和故障信息。通过实时获取无人机的各方面状态信息以便于路径规划方法的进行。可以理解的是，任务条件还可以包括无人机的最大巡航距离等其他条件。例如，无人机具有不同型号，一部分无人机的最大巡航距离长、充电时间短，用于近距离航拍任务的执行，还有一部分无人机的最大巡航距离长，充电时间长，用于远距离以及近距离任务的执行，若无人机到目标集合的路程距离超过最大巡航距离，则该目标集合只能选取能够进行远距离任务执行的无人机来执行。

作为上述技术方案的一种具体实施方式，为了应对游客预订航拍服务的地点的复杂性和多样性，同时为了尽快满足游客的航拍需求以及节省能源，景区管理方可以在旅游景区设置有多个无人机起降区域。当步骤300中选取出的满足任务条件的无人机来自多个不同的起降区域，并且选取出的满足任务条件的无人机数量大于目标集合数量时，根据各起降区域内满足任务条件的无人机数量以及各满足任务条件的无人机与各目标集合之间的总路程距离对满足任务条件的无人机进行进一步筛选并得到筛选后的满足任务条件的无人机，筛选方案为：各满足任务条件的无人机执行航拍任务的总路程距离之和全局最短。

具体地，例如共选取出10台满足任务条件的无人机，其中无人机a1至a5位于起降区域d1，无人机a21至a25位于起降区域d2，目标集合数量为5个，假设10台无人机均能够满足5个目标集合中任一个的任务条件，此时需要从10台无人机中进一步筛选出5台无人机分别对5个目标集合执行航拍任务，共有252种方案，并且这5台无人机的执行航拍任务的总路程距离之和为所有方案中最小，假设5个目标集合所在地均距离起降区域d1明显比距离起降区域d2更近，则选择起降区域d1的5台无人机a1至a5可以使总路程距离之和全局最短，这样既可以以最快的速度完成航拍任务，又能节省无人机能源。若目标集合的数量为8个，则可以根据情况从两个起降区域各派4台无人机，也可以从其中一个起降区域派出3台，另一个起降区域派出全部5台。因此，筛选结果既根据各起降区域内满足任务条件的无人机数量来决定，也受到各满足任务条件的无人机与各目标集合之间的总路程距离影响。

有利的是，这样做可以分散无人机的驻点，还可以根据目标点的受欢迎程度调整起降区域的位置，以使无人机能够离经常被游客预订航拍服务的目标点近一些，提高了无人机执行航拍任务的效率，节约了能源。

步骤400，将多个目标集合分别发送给满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

在得到目标集合并选出满足任务条件的无人机后，将多个目标集合分别发送给选出的无人机，无人机会根据接收到的目标集合对该目标集合内部的目标点执行航拍任务。需要说明的是，满足任务条件的无人机数量很可能会多于目标集合的数量，此时会根据情况分配航拍任务。例如，分组得到的目标集合有5个，每个目标集合均包含有3个目标点，而步骤310中选取出10台满足任务条件的无人机，此时会根据10台无人机的剩余电量等状态信息以及无人机型号等性能参数来决定将5个目标集合具体分配给其中哪5台无人机，决定执行航拍任务的5台无人机后，将5个目标集合分别发送给对应的5台无人机，无人机根据自已接收到的目标集合飞到集合内的3个目标点处，依次对目标点执行航拍任务，然后返航并将航拍数据带回，由操作人员将航拍数据拷贝给游客，或将航拍数据中的照片洗出来给游客，或者由游客在指定地点与无人机进行有线/无限连接并接受无人机自动发来的航拍数据。至此，无人机完成了一次完整的航拍任务。

该无人机路径规划方法，在派发无人机执行任务之前，先对预定航拍服务的目标进行分组，并根据分组情况选择满足条件的无人机，提高了无人机执行航拍任务的效率，缩短了游客的等待时间。

以下为本发明提供的用于航拍的无人机路径规划方法的另一种实施例，为第二实施例。本实施例着重对步骤100中的对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合进行了进一步描述。

图2为本实施例中步骤100的流程图。如图2所示，当有多名游客在不同地点预订航拍服务后，设定预订航拍服务所在的地点为目标点，则需要对已预订航拍服务的目标点进行分组，分组后会得到多个目标集合，以使无人机能够以最合理的方式派发无人机执行航拍任务，使得任务执行时间最短且消耗资源最少。需要说明的是，当目标点总数量较少且分布较为集中时，会预先通过其他方式判断当前所有目标点能否成为一个目标集合并只用1台无人机即可完成航拍任务，若是则无需进行步骤100，而是直接选取满足条件的无人机并派发执行航拍任务。因为当1台无人机能够单次完成对当前所有目标点的航拍任务时，则此时已得到最优方案，无需再通过分组对派发方式进行进一步优化。步骤100中对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合具体包括如下步骤：

步骤110，获取航拍服务区域内所有目标点的位置得到目标点总集合，在目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点。

在获得游客预订航拍服务的信息后，可以设置任务扫描周期，每个任务扫描周期内获得的航拍预定任务均划分为同一批次任务，然后根据每一批次任务对无人机进行派发。而一批次任务里会包含有多个目标点，要派发无人机执行航拍任务，首先要获取一批次任务里所有目标点的位置，得到该批次任务的目标点总集合，目标点总集合中包含了该批次任务中所有的目标点。在目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点，选取初始点的目的是为了执行之后的分组。可以理解的是，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数等选取。性能参数可以包括无人机的最大巡航速度和最大巡航时间等。

步骤120，建立分别与多个初始点对应的多个临时集合。

由于需要对目标点进行分组，因此需要先创建不同的组别，以n个初始点为基准建立n个临时集合，每个临时集合中包含有1个初始点。

步骤130，获取每个非初始点到各初始点的距离，在非初始点到各初始点的多个距离中选取最小距离，将每个非初始点归入与该非初始点的所述最小距离对应的初始点的临时集合中。其中，非初始点为目标点总集合中除多个初始点以外的目标点。

目标集合中被选取的目标点为初始点，同一集合内未被选取的点即为非初始点。需要注意的是，初始点是会变化的，因此目标点的身份是会变化的，目标点可能当前被选取为初始点，但后续又可能变为非初始点。在所有目标点的身份确定下来后，即目标点是初始点还是非初始点的身份确定后，获取各非初始点到各初始点的距离，获取到的距离的个数为非初始点的个数与初始点的个数之积。获取到所有的距离后，针对每一个非初始点，选取非初始点到各初始点的多个距离中的最小距离，例如当前有3个初始点f1至f3，12个非初始点c1至c12，则对c1来说，c1点到3个初始点f1至f3就有3个距离，从这3个距离中选出最小距离，假设与该最小距离对应的初始点为f2，则将非初始点c1归入到初始点f2对应的临时集合t2中。其余的11个非初始点以此类推，分别归入到初始点对应的临时集合中，由此得到3个已具有成员的临时集合。

步骤140，计算各临时集合内每个目标点与同一临时集合内的其它目标点之间距离的平均值，选取同一临时集合内的所有平均值中的最小值，将与最小值对应的目标点作为中心点，进而得到多个中心点。

各非初始点均归入到各临时集合后，需要获取各临时集合的中心点，中心点即为新的初始点。假设初始点f1对应的临时集合t1内包含有5个非初始点，初始点f2对应的临时集合t2包含有3个非初始点，初始点f3对应的临时集合t3包含有4个非初始点。对于临时集合t1，其包含有5个非初始点和1个初始点共6个点，计算这6个点中每个点与其它5个点之间的距离的平均值，会得到6个平均值，从这6个平均值中选出最小值，与该最小值对应的点可能为初始点，也可能为非初始点，该点就是中心点，也就是新的初始点。其余2个集合的中心点以此类推。

步骤150，将中心点作为新的初始点，反复迭代执行步骤120至步骤150，直到本次得到中心点与前次得到的中心点相同，将与多个中心点对应的多个临时集合作为目标集合。

将中心点作为新的初始点重新代入步骤120中，并再次执行步骤120至步骤150，实现迭代分组，每次迭代分组后都会得到n个初始点，每次得到n个新的初始点时，都会对本次得到的新初始点和上次迭代分组得到的初始点进行比对，也就是对本次迭代分组后得到的新初始点和本次迭代分组前代入的初始点进行比对，若上次迭代分组后得到的新初始点和本次迭代分组后得到的新初始点均相同，说明当前得到的新初始点已是最优。若再次将本次得到的新初始点重新代入步骤120，下次得到的新初始点也会和本次得到的新初始点相同，即本次之后无论迭代多少次，结果也不会再变化。

得到中心点后，由于每个中心点在成为时都属于某个临时集合，则在某次得到中心点并停止迭代分组时，此时与中心点对应的各临时集合为最优集合，也就是要得到的目标集合。通过上述步骤的分组及迭代得到的目标集合，可将各目标点根据位置进行归类，将距离相近的目标点归入同一集合中，可以减少无人机在各目标点之间巡航的路程，提高无人机单次任务执行能力，使无人机在单次出航过程中能够对更多的目标点执行航拍任务，提高了航拍任务完成速度，还能够节省资源。

需要说明的是，在步骤130中在将每个非初始点归入与该非初始点的最小距离对应的初始点的临时集合中之后，可能会存在没有任何非初始点归入到其下的临时集合，也就是说，在将非初始点归纳到临时集合的过程中，存在这样一种初始点，使得所有非初始点与该初始点之间的距离均不是最小距离，所以所有非初始点都归入到了其他的临时集合中，没有非初始点被归入到该初始点对应的临时集合中，该临时集合内只有初始点这一个目标点。此种情况下，该目标集合就只有初始点这一个目标点，并且在后续过程中无人机执行航拍任务时，对该目标集合执行航拍任务的无人机只对该一个目标点进行航拍，之后即可返航。

若只对目标点进行一次分组，得到的目标集合可能还不是全局最优集合而是局部最优集合，因此为了使目标点分组得更为合理，作为上述技术方案中的一种具体实施方式，在对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，首先设定第一迭代次数x1，在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到n个目标集合{g1，g2，…，gn}后，记录本次得到的n个目标集合为一个目标集合组g1＝{g11，g12，…，g1n}，并判断得到目标集合组g1的次数是否达到第一迭代次数x1，若未达到第一迭代次数x1，则重新对已预订航拍服务的目标点进行分组，同时保持初始点数量不变，若达到第一迭代次数x1，则从各目标集合组中选取一组目标集合作为最优目标集合组。可以理解的是，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数等选取。性能参数可以包括无人机的最大巡航速度和最大巡航时间等。

具体的，例如第一迭代次数x1为5，则需要对已预订航拍服务的目标点进行5次分组，这5次分组时选取的初始点数量保持一致，之后分别得到5个目标集合组g1至g5，然后从这5个目标集合组中选择一个作为最优目标集合组。需要说明的是，迭代5次后得到的5个目标集合组所各自包含的目标集合可能全部相同，相当于5个相同的目标集合组，若得到的目标集合组并不完全相同，则可以根据各目标集合组的合理性选取一个最优目标集合组。得到最优目标集合组后，获取无人机与每个目标集合之间的总路程距离，并选取满足任务条件的无人机，最后将最优目标集合组中的目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

由于依照上述技术方案得到的目标集合组，其最初选取的初始点数量不变，在一定程度上限制了分组的多样性，变相排除了一些其他可能更优的目标集合组，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，在设定第一迭代次数x1前预先设定第二迭代次数x2，在对已预订航拍服务的目标点进行x1次分组并得到最优目标集合组后，记录本次得到的最优目标集合组并判断得到最优目标集合组的次数是否达到第二迭代次数x2，若未达到第二迭代次数，则改变选取初始点的数量并使当前选取的初始点数量与之前任一次选取的初始点数量均不相同，然后重新对已预订航拍服务的目标点进行分组，若达到第二迭代次数x2，则从各最优目标集合组中选取一组作为最终目标集合组。

具体的，例如第二迭代次数x2为3，第一迭代次数x1为5，则首先对已预订航拍服务的目标点进行5次分组，这5次分组时选取的初始点数量保持一致，假设初始点数量为2个，之后分别得到5个目标集合组g11至g15，每个目标集合组均包括有2个目标集合，然后从这5个目标集合组中选择一个作为最优目标集合组，此时完成了5次第一迭代，但只完成了1次第二迭代。之后为第2次的第二迭代，即重新对已预订航拍服务的目标点进行分组并改变初始点数量，假设初始点数量为3，以区别于第1次的2个初始点，然后重复上述第一迭代的过程，再次得到5个目标集合组g21至g25，此时各目标集合组均包括有3个目标集合，完成本次第二迭代后，由于第二迭代次数为3次，因此还剩1次，所以再次重新对已预订航拍服务的目标点进行分组并改变初始点数量，假设初始点数量为4，以区别于之前2次的第二迭代中选取的初始点数量，然后重复上述第一迭代的过程，再次得到5个目标集合组g31至g35，此时各目标集合组均包括有4个目标集合。从这3次第二迭代得到的15个最优目标集合组中选取一个作为最终目标集合组，该最终目标集合组可能包含2个目标集合，也可能包含3个或4个目标集合。然后获取无人机与每个目标集合之间的总路程距离，并选取满足任务条件的无人机，最后将最终目标集合组中的目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

作为上述技术方案的一种具体实施方式，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数等选取。性能参数可以包括无人机的最大巡航速度和最大巡航时间等。本实施例的其他步骤以及实施方式与第一实施例相同，在此不做赘述。

通过第一迭代增加了初始点数量相同时的模拟分组次数，使得到的目标集合更具参考性和合理性，而通过第二迭代增加了初始点数量的变化，增大了对目标点进行模拟分组的考虑范围并增加了结果的多样性，使更多种类的组合参与选择并淘汰，使得最终得到的目标集合组更加合理，优化更为明显。

以下为本发明提供的用于航拍的无人机路径规划方法的又一种实施例，为第三实施例。本实施例着重对步骤200中的获取无人机与目标集合之间的总路程距离进行了进一步描述。在对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合后，需要获取位于起降区域内的无人机与每个目标集合之间的总路程距离，其中，无人机与目标集合之间的总路程距离包括两部分，一部分为无人机到目标集合中心点处的往返路程距离，即往返路程距离为无人机到目标集合所在区域中心点处的路程距离的两倍，另一部分为航拍路程距离，航拍路程距离是根据目标集合的目标点数量以及包含所有目标点的目标区域的大小及形状算出的。需要说明的是，上述所有路程距离均为计算出的理论值。

具体地，例如当前有3个目标集合，其中目标集合g1包含有5个目标点p1、p2、p3、p4和p5，起降区域内停有10台无人机，其中在获取第一台无人机a1到第一个目标集合g1的总路程距离时，需要获取无人机a1到目标集合g1的中心点的路程距离，将该路程距离乘以2得到无人机a1与目标集合g1之间的往返路程距离。还需要获取无人机a1在目标集合g1内的航拍路程距离，目标集合g1内含有5个目标点，根据计算以及预订的服务项目不同，将该5个目标点分别赋予权重，假设拍照的权重为2分钟，摄像的权重为5分钟，该5个目标点中的2个目标点预订拍照服务，2个目标点预订摄像服务，剩下1个预订拍照加摄像服务，此时已有21分钟，将该21分钟换算成路程距离。

假设目标区域为一直径为200米的圆形，由于无人机执行航拍任务时需要依次经过各目标点，因此在目标集合内的途经距离也要计算到航拍路程距离内，而途经距离是根据目标区域的半径算出的。将上述实际进行航拍服务时需要的时间换算得到的路程距离与无人机在目标区域内的途经距离通过算法进行运算得到航拍路程距离，将航拍路程距离与上述往返路程距离通过算法进行运算得到无人机a1与目标集合g1之间的总路程距离。无人机a1与其余2个目标集合之间的总路程距离、起降区域内的其余9台无人机和3个目标集合之间的总路程距离以此类推。

图3为上述技术方案中获取无人机与目标集合之间的总路程距离的一种具体实施方式。如图3所示，步骤200中获取位于起降区域内的无人机与目标集合之间的总路程距离具体包括如下步骤：

步骤210，建立一个目标区域，该目标区域为包含目标集合内所有的目标点的面积最小的圆形或正多边形。

建立目标区域的目的是为了便于计算无人机的航拍路程距离，而使目标区域的面积最小是为了使航拍路程距离的估计结果更准确。可以理解的是，目标区域可以为圆形，也可以为正四边形等正多边形，目标区域的形状可根据具体情况来选取，例如目标点的分布较为集中，但所有目标点的分布整体呈三角形，则目标区域可选用三角形。

步骤220，获取目标区域的中心点作为目标集合的中心点。

需要说明的是，若目标区域为圆形，则中心点即为圆形的圆心，若目标区域为正多边形，则中心点为目标区域的外接圆的圆心。

步骤230，获取无人机与中心点之间的路程距离并将该距离的两倍设为往返路程距离。

获取到目标区域的中心点后，为了估计无人机到目标区域之间的距离，设定以中心点与无人机之间的距离为往返路程距离理论值。可以理解的是，由于无人机与中心点之间的距离为单程距离，而无人机执行完航拍任务后还需要返回起降区域，因此往返路程距离为无人机与中心点之间路程距离的两倍。需要说明的是，上述路程距离并非直线距离，而是实际巡航的距离，例如在地图上，a点到b之间直线距离为2千米，a点与b点之间存在障碍物或干扰无人机巡航的信号发射器等，因此无人机从a点巡航到b点需要绕道，其实际巡航距离可能为2.5千米，该实际巡航距离才是本发明所述的路程距离。

步骤240，根据目标集合包含的目标点数量以及目标区域的直径或外接圆直径算出无人机在目标区域内执行航拍任务的所需路程距离，并将该所需路程距离设为航拍路程距离。

无人机在执行航拍任务时，除了往返于目标区域需要消耗电量，在对游客进行航拍时以及途经各目标点时也会消耗电量，也就是会贡献路程距离。若目标区域内的包含的目标点数量较多，则无人机在对游客进行航拍时会消耗更多的电量，并且无人机在途经各目标点时也会消耗更多的电量，两者均相当于贡献了更多的路程距离，因此航拍路程距离根据目标点数量不同而不同。对于圆形的目标区域，无人机途经各目标点时消耗的电量根据目标区域的半径通过算法计算得出，而对于正多边形的目标区域，无人机途经各目标点时消耗的电量根据目标区域的外接圆半径通过算法计算得出。需要说明的是，无人机剩余电量和剩余巡航距离是成比例的，两者可以换算。

步骤250，根据往返路程距离和航拍路程距离计算得到无人机与目标集合之间的总路程距离。

将实际进行航拍服务时需要消耗的电量的理论值换算得到的路程距离理论值与无人机在途经各目标点之间消耗的电量的理论值换算得到的路程距离理论值通过算法进行运算得到航拍路程距离理论值，将航拍路程距离理论值与上述往返路程距离理论值通过算法进行运算得到无人机与目标集合之间的总路程距离理论值。需要说明的是，路程距离之间的运算不一定是简单的相加，还可以使通过其他算法来使最终得到的总路程距离理论值更准确更真实。本实施例的其他步骤以及实施方式与第一实施例相同，在此不做赘述。

通过上述步骤得到了无人机与目标集合之间的总路程距离。在得到无人机与每个目标集合之间的总路程距离后，从中选取满足任务条件的无人机，并将各目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

除了上述技术方案中提及的无人机路径规划方法，本发明还提供了用于航拍的无人机管理系统。以下为本发明提供的用于航拍的无人机管理系统的其中一种实施例，为第四实施例。该无人机管理系统用于在多个游客预订无人机航拍服务后，通过服务器对各无人机的航拍路径进行合理规划及分配，以使无人机在最短时间内对所有预订航拍服务的游客进行航拍。图4为本实施例的结构框图，如图4所示，该无人机管理系统包括服务器和多台无人机。

服务器包括目标分组模块、距离获取模块、无人机选取模块以及第一收发模块。

目标分组模块用于对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合。当有多名游客分别预订了不同地点处的航拍服务时，就需要多台无人机执行航拍任务，此时需要对多台无人机中每台无人机的具体航拍任务进行划分，而预订航拍服务的各地点位置可能时零散的，其分布为无明显规律的离散分布，因此需要将预订有航拍服务的地点设为目标点，并通过目标分组模块对各目标点进行分组，以得到多个目标集合，每个目标集合内包含了一个或多个目标点。目标分组模块的作用是对无人机的航拍路线进行合理规划，以使多台无人机在最短的时间内完成所有已预订的航拍任务。目标分组模块将得到的目标集合信息发送给距离获取模块以及第一收发模块。

距离获取模块用于获取位于起降区域内的无人机与每个目标集合之间的总路程距离。在得到目标分组模块发来的目标集合信息后，需要通过距离获取模块获取位于起降区域内的无人机与每个目标集合之间的总路程距离，以用于之后在选取无人机的时候作为参考依据。距离获取模块将获取到的总路程距离数据发送给无人机选取模块。

无人机选取模块用于选取满足任务条件的无人机。在得到分组后的目标集合并获取对应的总路程距离后，需要选取满足任务条件的无人机来执行航拍任务，其中，满足任务条件包括无人机的剩余巡航距离长于无人机到目标集合的总路程距离，还包括无人机无故障信息。无人机选取模块接收到距离获取模块发来的总路程距离数据后，判断无人机的剩余巡航距离是否长于无人机a1与目标集合g1的总路程距离，只有在长于总路程距离时无人机a1才能够完成对目标集合g1的航拍任务并顺利返航，否则会在执行任务途中失去能源供应。而无人机若存在故障或需要更换组件时，该无人机必定不能执行任务，否则会发生安全事故。无人机的剩余巡航距离可通过无人机的剩余电量换算得出，可以理解的是，换算得出的剩余巡航距离为理论值，因此在选取满足任务条件的无人机时，无人机的剩余巡航距离不仅要长于目标集合的总路程距离，而且通常会预留一些距离裕量，即电量裕量。例如，无人机a1的剩余巡航距离至少要是上述目标集合g1的总路程距离的1.1倍以上，才会认为无人机a1满足对目标集合g1执行航拍任务的条件。无人机选取模块将选出的满足任务条件的无人机信息发送给第一收发模块。

第一收发模块用于将包含目标分组模块得到的目标集合的航拍任务信息分别发送给对应的无人机选取模块选出的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。第一收发模块在接收到无人机选取模块发来的满足任务条件的无人机信息以及目标分组模块发来的目标集合信息后，根据接收到的无人机信息与对应无人机的第二收发模块进行通信，并将目标集合信息发送给对应无人机。

在已预订航拍服务的目标点进行分组之前，用户先要预订航拍服务，并告知服务方航拍位置，因此作为上述技术方案中的一个具体实施方式，服务器还包括目标点采集模块。目标点采集模块用于采集用户终端上传的自身位置作为目标点的位置，还用于采集用户终端从预先设定的航拍位置中选择一个位置作为目标点的位置。

用户终端获取到用于预订航拍服务的图案或文字信息后，通过摄像头扫描该图案来预订航拍服务，或通过按键输入该文字信息来预订航拍服务，预订航拍服务的同时还上传自身位置作为目标点的位置，或在预订航拍服务时从预先设定的航拍位置中选择一个位置作为目标点的位置。可以理解的是，用户终端将目标点位置发送给服务器的第一收发模块。

用于预订航拍服务的图案可以是二维码等图案，用户通过手机等用户终端扫描二维码进入微信小程序或特定手机应用程序来预定航拍服务，上述预订航拍服务的文字可以是字符串，用户通过手机等用户终端键入字符串进入微信小程序或特定手机应用程序来预定航拍服务。在预订航拍服务的同时还需要上传目标点位置，目标点可以是用户当前所在位置作为目标点位置，也可以是用户从预先设定好的推荐航拍位置或热门航拍位置中选择一个位置作为目标点位置。

多个用户在不同时间内向控制无人机的管理系统提交预定航拍服务的请求时，管理系统若想将使无人机在单次执行航拍任务的过程中完成对多个目标点的航拍，就需要将接收到的航拍服务请求进行定期处理，而不是收到一个请求就马上派发无人机对请求的用户执行航拍任务，因此作为上述技术方案中的一个具体实施方式，服务器还包括目标点分批模块。目标点分批模块用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组之前，将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，并将同一批次内的各目标点作为待分组的目标点。

具体地，可以设置一个任务扫描周期，以该扫描周期为单位将预订航拍服务的用户上传的目标点按预订时间分为不同批次，如t1批次，t2批次等，每个批次内包含1个或多个用户上传的目标点，然后将同一批次内的各目标点作为待分组的目标点。例如，任务扫描周期1分钟，截止到1分钟之后，该1分钟内预订航拍服务的目标点为当次需要执行航拍任务的目标点。也可以理解为，起降区域内的无人机每过一个任务扫描周期就会派发一次执行航拍任务。目标点采集模块采集到的目标发送给目标点分批模块划分批次，目标点分批模块将划分好的同一批次的目标点发送给目标分组模块进行分组。

无人机包括高清摄像头以及第二收发模块。

高清摄像头用于对目标进行照片拍摄和/或影像录制。需要说明的是，上述影像录制包括视频及音频同步录制。

第二收发模块用于接收服务器发来的航拍任务信息，还用于将高清摄像头拍摄或录制的数据发送给服务器。航拍任务信息包括目标集合信息，即无人机需要到哪些位置对哪些目标点进行何种航拍服务。

在距离获取模块获取总路程距离时，需要先获取无人机的位置信息，再根据目标点的位置信息计算出上述总路程距离，在无人机选取模块需要通过无人机的剩余电量来换算出无人机的剩余巡航距离，并且需要获取无人机的故障信息来判断无人机是否有故障，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，服务器的第一收发模块还用于实时获取所有无人机的位置信息、剩余电量和故障信息，无人机还包括信息采集模块，用于采集自身的位置信息、剩余电量和故障信息。第二收发模块还用于将信息采集模块采集的信息发送给服务器。

以下为本发明提供的用于航拍的无人机管理系统的另一种实施例，为第五实施例。本实施例着重对目标分组模块的组成部分进行了进一步描述。图5为本实施例的结构框图，如图5所示，当有多名游客在不同地点预订航拍服务后，设定预订航拍服务所在的地点为目标点，则需要对已预订航拍服务的目标点进行分组，分组后会得到多个目标集合，以使无人机能够以最合理的方式派发无人机执行航拍任务，使得任务执行时间最短且消耗资源最少。本实施例中的目标分组模块包括初始点选取单元、临时集合建立单元、最小距离选取单元、目标点归纳单元、均值计算单元、中心点获取单元和集合获取单元。

初始点选取单元用于获取航拍服务区域内所有的目标点的位置得到目标点总集合，并在目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点，初始点选取单元还用于接收中心点获取单元发来的作为初始点的多个中心点。作为上述技术方案的一种具体实施方式，初始点数量根据目标点总数量和/或无人机性能参数等选取。性能参数可以包括无人机的最大巡航速度和最大巡航时间等。要派发无人机执行航拍任务，首先要获取一批次任务里所有目标点的位置，得到该批次任务的目标点总集合，目标点总集合中包含了该批次任务中所有的目标点。在目标点总集合中随机选取多个目标点作为初始点，选取初始点的目的是为了执行之后的分组。初始点选取单元将选取的初始点发送给最小距离选取单元。

临时集合建立单元用于建立分别与多个初始点对应的多个临时集合。由于需要对目标点进行分组，因此需要先创建不同的组别，以n个初始点为基准建立n个临时集合，每个临时集合中包含有1个初始点。

最小距离选取单元用于根据初始点选取单元获取的多个初始点进一步获取每个非初始点到各初始点的距离，并在非初始点到各初始点的多个距离中选取最小距离。其中，非初始点为目标点总集合中除多个初始点以外的目标点。最小距离选取单元将选取的最小距离发送给目标点归纳单元。

目标点归纳单元用于根据最小距离获取单元选取的最小距离将每个非初始点归入与该非初始点的最小距离对应的初始点的临时集合中。

均值计算单元用于计算目标点归纳单元归纳得到的各临时集合内的每个目标点与同一临时集合内的其它目标点之间距离的平均值，选取同一临时集合内的所有平均值中的最小值。

中心点获取单元用于将与均值计算单元算出的最小值对应的目标点作为中心点进而得到多个中心点，并将多个中心点作为新的初始点发送给临时集合建立单元进行反复迭代，直到本次得到中心点与前次得到的中心点相同。将中心点作为新的初始点发送给临时集合建立单元中，并再次建立与多个初始点对应的多个临时集合，实现迭代分组，每次迭代分组后都会得到n个初始点，每次得到n个新的初始点时，都会对本次得到的新初始点和上次迭代分组得到的初始点进行比对，也就是对本次迭代分组后得到的新初始点和本次迭代分组前代入的初始点进行比对，若上次迭代分组后得到的新初始点和本次迭代分组后得到的新初始点均相同，说明当前得到的新初始点已是最优。若再次将本次得到的新初始点重新代入临时集合建立单元，下次得到的新初始点也会和本次得到的新初始点相同，即本次之后无论迭代多少次，结果也不会再变化。

集合获取单元用于根据中心点获取单元获取的多个中心点进一步获取与多个中心点对应的多个临时集合，并将多个临时集合设为目标集合。得到中心点后，由于每个中心点在成为时都属于某个临时集合，则在某次得到中心点并停止迭代分组时，此时与中心点对应的各临时集合为最优集合，也就是要得到的目标集合。通过上述模块分组及迭代得到的目标集合，可将各目标点根据位置进行归类，将距离相近的目标点归入同一集合中，可以减少无人机在各目标点之间巡航的路程，提高无人机单次任务执行能力，使无人机在单次出航过程中能够对更多的目标点执行航拍任务，提高了航拍任务完成速度，还能够节省资源。

若只对目标点进行一次分组，得到的目标集合可能还不是全局最优集合而是局部最优集合，因此为了使目标点分组得更为合理，作为上述技术方案的一种具体实施方式，目标分组模块还包括第一循环单元、第一记录单元、第一判断单元和第一分组单元。

第一循环单元用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组之前设定第一迭代次数，还用于在第一判断单元判断得到目标集合组的次数未达到第一迭代次数时使目标分组模块在保持初始点数量不变的情况下重新对已预订航拍服务的目标点进行分组。

第一记录单元用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到多个目标集合后记录本次得到的多个目标集合为一个目标集合组。

第一判断单元用于判断得到目标集合组的次数是否达到第一迭代次数。

第一分组单元用于在第一判断单元判断得到目标集合组的次数达到第一迭代次数时，从第一记录单元记录的各目标集合组中选取一组目标集合作为最优目标集合组。

具体的，例如第一迭代次数x1为5，则需要对已预订航拍服务的目标点进行5次分组，这5次分组时选取的初始点数量保持一致，之后分别得到5个目标集合组g1至g5，然后从这5个目标集合组中选择一个作为最优目标集合组。需要说明的是，迭代5次后得到的5个目标集合组所各自包含的目标集合可能全部相同，相当于5个相同的目标集合组，若得到的目标集合组并不完全相同，则可以根据各目标集合组的合理性选取一个最优目标集合组。得到最优目标集合组后，获取无人机与每个目标集合之间的总路程距离，并选取满足任务条件的无人机，最后将最优目标集合组中的目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

由于依照上述技术方案得到的目标集合组，其最初选取的初始点数量不变，在一定程度上限制了分组的多样性，变相排除了一些其他可能更优的目标集合组，因此作为上述技术方案的一种具体实施方式，目标分组模块还包括第二循环单元、第二记录单元、第二判断单元和第二分组单元。

第二循环单元用于在第一循环单元设定第一迭代次数前设定第二迭代次数，还用于在第二判断单元判断得到最优目标集合组的次数未达到第二迭代次数时，改变选取初始点的数量并使当前选取的初始点数量与之前任一次选取的初始点数量均不相同，然后使目标分组模块重新对已预订航拍服务的目标点进行分组。

第二记录单元用于在对已预订航拍服务的目标点进行分组并得到最优目标集合组后记录本次得到的最优目标集合组。

第二判断单元用于判断得到最优目标集合组的次数是否达到第二迭代次数。

第二分组单元用于在第二判断单元判断得到最优目标集合组的次数达到第二迭代次数时，从各最优目标集合组中选取一组作为最终目标集合组。

具体的，例如第二迭代次数x2为3，第一迭代次数x1为5，则首先对已预订航拍服务的目标点进行5次分组，这5次分组时选取的初始点数量保持一致，假设初始点数量为2个，之后分别得到5个目标集合组g11至g15，每个目标集合组均包括有2个目标集合，然后从这5个目标集合组中选择一个作为最优目标集合组，此时完成了5次第一迭代，但只完成了1次第二迭代。之后为第2次的第二迭代，即重新对已预订航拍服务的目标点进行分组并改变初始点数量，假设初始点数量为3，以区别于第1次的2个初始点，然后重复上述第一迭代的过程，再次得到5个目标集合组g21至g25，此时各目标集合组均包括有3个目标集合，完成本次第二迭代后，由于第二迭代次数为3次，因此还剩1次，所以再次重新对已预订航拍服务的目标点进行分组并改变初始点数量，假设初始点数量为4，以区别于之前2次的第二迭代中选取的初始点数量，然后重复上述第一迭代的过程，再次得到5个目标集合组g31至g35，此时各目标集合组均包括有4个目标集合。从这3次第二迭代得到的15个最优目标集合组中选取一个作为最终目标集合组，该最终目标集合组可能包含2个目标集合，也可能包含3个或4个目标集合。然后获取无人机与每个目标集合之间的总路程距离，并选取满足任务条件的无人机，最后将最终目标集合组中的目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

通过第一迭代增加了初始点数量相同时的模拟分组次数，使得到的目标集合更具参考性和合理性，而通过第二迭代增加了初始点数量的变化，增大了对目标点进行模拟分组的考虑范围并增加了结果的多样性，使更多种类的组合参与选择并淘汰，使得最终得到的目标集合组更加合理，优化更为明显。本实施例的其他组成部分以及实施方式与第四实施例相同，在此不做赘述。

以下为本发明提供的用于航拍的无人机管理系统的又一种实施例，为第六实施例。本实施例着重对距离获取模块的组成部分进行了进一步描述。在通过目标分组模块对已预订航拍服务的目标点进行分组得到多个目标集合后，需要通过距离获取模块获取位于起降区域内的无人机与每个目标集合之间的总路程距离，其中，无人机与目标集合之间的总路程距离包括两部分，一部分为无人机到目标集合中心点处的往返路程距离，即往返路程距离为无人机到目标集合所在区域中心点处的路程距离的两倍，另一部分为航拍路程距离，航拍路程距离是根据目标集合的目标点数量以及包含所有目标点的目标区域的大小及形状算出的。

图6为本实施例的结构框图，如图6所示，距离获取模块包括区域建立单元、中心获取单元、往返距离获取单元、航拍距离获取单元以及总距离获取单元。

区域建立单元用于建立一个目标区域，该目标区域为包含目标集合内所有的目标点的面积最小的圆形或正多边形。建立目标区域的目的是为了便于计算无人机的航拍路程距离，而使目标区域的面积最小是为了使航拍路程距离的估计结果更准确。

中心获取单元用于获取目标区域的中心点作为目标集合的中心点。需要说明的是，若目标区域为圆形，则中心点即为圆形的圆心，若目标区域为正多边形，则中心点为目标区域的外接圆的圆心。

往返距离获取单元用于获取无人机与中心点之间的路程距离并将该距离的两倍设为往返路程距离。获取到目标区域的中心点后，为了估计无人机到目标区域之间的距离，设定以中心点与无人机之间的距离为往返路程距离理论值。可以理解的是，由于无人机与中心点之间的距离为单程距离，而无人机执行完航拍任务后还需要返回起降区域，因此往返路程距离为无人机与中心点之间路程距离的两倍。

航拍距离获取单元用于根据目标集合包含的目标点数量以及目标区域的直径或外接圆直径算出无人机在目标区域内执行航拍任务的所需路程距离并将该所需路程距离设为航拍路程距离。获取到目标区域的中心点后，为了估计无人机到目标区域之间的距离，设定以中心点与无人机之间的距离为往返路程距离理论值。可以理解的是，由于无人机与中心点之间的距离为单程距离，而无人机执行完航拍任务后还需要返回起降区域，因此往返路程距离为无人机与中心点之间路程距离的两倍。需要说明的是，无人机剩余电量和剩余巡航距离是成比例的，两者可以换算。

总距离获取单元用于根据往返路程距离和航拍路程距离计算得到无人机与目标集合之间的总路程距离。将实际进行航拍服务时需要消耗的电量的理论值换算得到的路程距离理论值与无人机在途经各目标点之间消耗的电量的理论值换算得到的路程距离理论值通过算法进行运算得到航拍路程距离理论值，将航拍路程距离理论值与上述往返路程距离理论值通过算法进行运算得到无人机与目标集合之间的总路程距离理论值。需要说明的是，路程距离之间的运算不一定是简单的相加，还可以使通过其他算法来使最终得到的总路程距离理论值更准确更真实。

通过上述步骤得到了无人机与目标集合之间的总路程距离。在得到无人机与每个目标集合之间的总路程距离后，从中选取满足任务条件的无人机，并将各目标集合分别发送给对应的满足任务条件的无人机，以使无人机对目标集合内的目标点执行航拍任务。

作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机选取模块包括无人机选取单元、第三判断单元、延迟执行单元和集合分解单元。无人机选取模块在选取满足任务条件的无人机时，当所有无人机均无法满足其中一个或多个目标集合的任务条件时，也即存在一个或多个目标集合，该一个或多个目标集合与各无人机之间的总路程距离均长于各无人机的剩余巡航距离时，可通过延迟执行单元或集合分解单元解决。

无人机选取单元用于选取满足任务条件的无人机。第三判断单元用于判断是否存在所有无人机均无法满足任务条件的目标集合。

延迟执行单元用于在第三判断单元判断存在未被满足任务条件的目标集合时，使无人机补充能源直到能源充满或已充有满足该目标集合的任务条件的能源后对未被满足任务条件的目标集合执行航拍任务。可以理解的是，此种情况对执行航拍任务有一定时间的延迟，但派发的无人机数量不会增加。

集合分解单元用于在第三判断单元判断存在未被满足任务条件的目标集合时，将所有无人机均无法满足任务条件的目标集合分解为多个目标子集，使距离获取模块获取位于起降区域内的无人机与每个目标子集之间的总路程距离，再使无人机选取单元重新选取满足任务条件的无人机。可以理解的是，此种情况可尽快执行航拍任务，但需要增加派发无人机的数量。

作为上述技术方案的一种具体实施方式，无人机选取模块还包括二次筛选单元。为了应对游客预订航拍服务的地点的复杂性和多样性，同时为了尽快满足游客的航拍需求以及节省能源，景区管理方可以在旅游景区设置有多个无人机起降区域。当无人机选取模块选取出的满足任务条件的无人机来自多个不同的起降区域，并且选取出的满足任务条件的无人机数量大于目标集合数量时，可以通过二次筛选单元解决。

二次筛选单元用于在选取出的满足任务条件的无人机来自多个不同的起降区域，并且选取出的满足任务条件的无人机数量大于目标集合数量时，根据各起降区域内满足任务条件的无人机数量以及各满足任务条件的无人机与各目标集合之间的总路程距离对满足任务条件的无人机进行进一步筛选并得到筛选后的满足任务条件的无人机，筛选方案为：各满足任务条件的无人机执行航拍任务的总路程距离之和全局最短。筛选结果既根据各起降区域内满足任务条件的无人机数量来决定，也受到各满足任务条件的无人机与各目标集合之间的总路程距离影响。本实施例的其他组成部分以及实施方式与第四实施例相同，在此不做赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。