无人机的路径规划方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及无人机的路径规划方法及系统。该方法包括对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到无人机的预通行区域；根据无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍无人机飞行的各障碍物；对预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定预规划路径是否可通行；在预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到无人机的新飞行路径。通过将GIS技术应用到无人机的路径规划中，利用缓冲区分析和叠置分析实现对飞行环境的智能判断与飞行路径的智能分析，根据本发明实施例的无人机的路径规划方法及系统能够提高对大量飞行数据的处理速度，减少数据分析的工作量，提高了无人机路径规划的效率，从而提高了无人机的飞行安全性。
【专利说明】
无人机的路径规划方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机的路径规划方法及系统。
【背景技术】
[0002]无人机路径规划指的是根据无人机自身机动性、飞行环境和任务要求，选择一条安全有效的飞行路线。在无人机的实际飞行过程中，地面测控系统实时输出大量飞行数据，根据大量飞行数据快速进行处理，并及时地对无人机进行飞行控制，这对于无人机的飞行安全至关重要。如何提高对大量飞行数据的处理速度以及减少数据分析的工作量是无人机的路径规划中亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]技术问题
[0004]有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，在无人机的路径规划中，对大量飞行数据的处理速度较低且数据分析的工作量较大。
[0005]解决方案
[0006]为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，提供了一种无人机的路径规划方法，包括:
[0007]对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域；
[0008]根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物；
[0009]对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行；
[0010]在所述预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到所述无人机的新飞行路径。
[0011]对于上述无人机的路径规划方法，在一种可能的实现方式中，所述对从GIS获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域，包括:
[0012]根据所述无人机的机身宽度确定缓冲半径；
[0013]从所述GIS中获取预先存储的所述预规划路径，所述预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标；
[0014]根据所述预通行路径包括的各坐标和所述缓冲半径确定所述预通行区域。
[0015]对于上述无人机的路径规划方法，在一种可能的实现方式中，根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物，包括:
[0016]根据所述无人机的飞行高度，确定可能在所述预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物；
[0017]从所述GIS中获取所述固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取所述移动障碍物的位置数据；
[0018]对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。
[0019]对于上述无人机的路径规划方法，在一种可能的实现方式中，对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行，包括:
[0020]将所述预通行区域与所述障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定所述预通行区域与所述障碍物全集是否存在重叠区域；
[0021]在所述预通行区域与所述障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定所述预规划路径不可通行。
[0022]对于上述无人机的路径规划方法，在一种可能的实现方式中，重新规划得到所述无人机的新飞行路径，包括:
[0023]采用单源最短路径算法对所述预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点；
[0024]根据新的可通行航点、所述起始点坐标和所述目的点坐标重新确定所述新飞行路径。
[0025]对于上述无人机的路径规划方法，在一种可能的实现方式中，重新规划得到所述无人机的新飞行路径之后，所述方法还包括:
[0026]将所述新飞行路径导入到所述无人机的地面控制站中；
[0027]所述地面控制站向所述无人机的飞行控制模块发送所述新飞行路径对应的控制命令，以指示所述无人机按照所述新飞行路径飞行。
[0028]为了解决上述技术问题，根据本发明的另一实施例，提供了一种无人机的路径规划系统，包括:
[0029]GIS数据管理模块，用于存储预规划路径及飞行环境信息；
[0030]预通行区域分析模块，用于对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域；
[0031]飞行环境判断模块，用于根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物；
[0032]路径分析模块，用于对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行；
[0033]路径规划模块，用于在所述预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到所述无人机的新飞行路径。
[0034]对于上述无人机的路径规划系统，在一种可能的实现方式中，所述预通行区域分析模块包括:
[0035]缓冲半径确定子模块，用于根据所述无人机的机身宽度确定缓冲半径；
[0036]预规划路径获取子模块，用于从所述GIS中获取预先存储的所述预规划路径，所述预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标；
[0037]预通行区域确定子模块，用于根据所述预通行路径包括的各坐标和所述缓冲半径确定所述预通行区域。
[0038]对于上述无人机的路径规划系统，在一种可能的实现方式中，所述飞行环境判断丰吴块包括:
[0039]障碍物确定子模块，用于根据所述无人机的飞行高度，确定可能在所述预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物；
[0040]障碍物位置数据获取子模块，用于从所述GIS中获取所述固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取所述移动障碍物的位置数据；
[0041]障碍物全集确定子模块，用于对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。
[0042]对于上述无人机的路径规划系统，在一种可能的实现方式中，所述路径分析模块包括:
[0043]重叠判断子模块，用于将所述预通行区域与所述障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定所述预通行区域与所述障碍物全集是否存在重叠区域；
[0044]不可通行判定子模块，用于在所述预通行区域与所述障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定所述预规划路径不可通行。
[0045]对于上述无人机的路径规划系统，在一种可能的实现方式中，所述路径规划模块包括:
[0046]新的可通行航点计算子模块，用于采用单源最短路径算法对所述预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点；
[0047]新飞行路径确定子模块，用于根据新的可通行航点、所述起始点坐标和所述目的点坐标重新确定所述新飞行路径。
[0048]对于上述无人机的路径规划系统，在一种可能的实现方式中，所述系统还包括:
[0049]导入模块，用于将所述新飞行路径导入到所述无人机的地面控制站中；
[0050]路径控制模块，用于所述地面控制站向所述无人机的飞行控制模块发送所述新飞行路径对应的控制命令，以指示所述无人机按照所述新飞行路径飞行。
[0051 ] 有益效果
[0052]通过将GIS技术应用到无人机的路径规划中，利用GIS信息辅助决策，利用缓冲区分析和叠置分析等GIS空间分析功能实现对飞行环境的智能判断与飞行路径的智能分析，根据本发明实施例的无人机的路径规划方法及系统能够提高对大量飞行数据的处理速度，减少数据分析的工作量，提高了无人机路径规划的效率，从而提高了无人机的飞行安全性。
[0053]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
【附图说明】
[0054]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
[0055]图1示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法的实现流程图；
[0056]图2示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤SlOl的具体实现流程图；
[0057]图3示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S102的具体实现流程图；
[0058]图4示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S103的具体实现流程图；
[0059]图5示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S104中重新规划得到无人机的新飞行路径的具体实现流程图；
[0060]图6a示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法中的预规划路径、障碍物、起始点、目的点和可通行航点的示意图；
[0061]图6b示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法中的预规划路径、障碍物、起始点、目的点、可通行航点和新飞行路径的另一示意图；
[0062]图7示出根据本发明另一实施例的无人机的路径规划方法的实现流程图；
[0063]图8示出根据本发明另一实施例的无人机的路径规划系统的结构框图；
【具体实施方式】
[0064]以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0065]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0066]另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0067]实施例1
[0068]图1示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法的实现流程图。如图1所示，该方法主要包括:
[0069]在步骤SlOl中，对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到无人机的预通行区域。
[0070]GIS(Geographic Informat1n System，地理信息系统)是用于获取、存储、分析和显示地理空间数据的计算机系统。在本发明实施例中，通过将GIS技术应用到无人机的路径规划中，用图形来表征飞行数据，将隐藏在大量飞行数据中的信息以相对直观且易于领会的图形方式表达出来，加快人们从数据中获取信息的速度。
[0071]其中，预规划路径可以表示为GIS空间对象中的线要素。
[0072]在步骤S102中，根据无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍无人机飞行的各障碍物。
[0073]其中，飞行环境可以包括基础地理信息和障碍物信息。基础地理信息可以包括地物、地块的几何坐标信息、属性信息和高程信息。
[0074]在步骤S103中，对预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定预规划路径是否可通行。
[0075]在无人机的飞行过程中，采用缓冲区分析和叠置分析等GIS空间分析方法，确定预规划路径是否可通行。
[0076]在步骤S104中，在预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到无人机的新飞行路径。
[0077]作为本发明实施例的一个示例，在预规划路径不可通行的情况下，控制无人机将飞行模式更改为留待模式，以提高无人机飞行的安全性。在留待模式中，无人机保持当前位置和方向。
[0078]图2示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤SlOl的具体实现流程图。如图2所示，步骤SlOl对从GIS获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到无人机的预通行区域，包括:
[0079]在步骤S201中，根据无人机的机身宽度确定缓冲半径。
[0080]例如，将无人机的机身宽度的1/2确定为缓冲半径。需要说明的是，缓冲半径还可以设置为稍大于无人机的机身宽度的1/2，在此不作限定。
[0081]在步骤S202中，从GIS中获取预先存储的预规划路径，预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标。
[0082]预规划路径预先存储在GIS中。例如，采用GIS空间对象描述预规划路径，该预规划路径为一个坐标序列，表示为(叉1，71，21;叉2，72，22;叉3，73，23;...; Xn，yn，Zn )，其中，X为地理坐标系中的经度，y为地理坐标系统中的玮度，Z为高度(单位为米)，(Xl，yi，Zl)表示起始点坐标，(Xn，yn，Zn)表示目的点坐标，(X2，y2，Z2 ) ( X3，y3，Z3 )......( Xn-1，Yn-1，Zn—I )表示所经航点坐标。在用坐标序列表示预规划路径后，再将该坐标序列抽象为GIS空间对象中的线要素。
[0083]在步骤S203中，根据预通行路径包括的各坐标和缓冲半径确定预通行区域。
[0084]采用最小外包矩形法，根据预规划路径包括的各坐标和缓冲半径确定预通行路径。
[0085]图3示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S102的具体实现流程图。如图3所示，步骤S102根据无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍无人机飞行的各障碍物，包括:
[0086]在步骤S301中，根据无人机的飞行高度，确定可能在预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物。
[0087]在本示例中，根据无人机的飞行高度过滤掉可通行的障碍物，得到可能在预通行区域内阻碍无人机飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物。例如，固定障碍物可以为高度超出无人机的飞行高度的建筑物等地物，移动障碍物无人机在飞行过程中实时监测到的小鸟或者其他飞行器等。固定障碍物轮廓坐标序列预先导入到GIS中。
[0088]在步骤S302中，从GIS中获取固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取移动障碍物的位置数据。
[0089]其中，固定障碍物的位置数据预先存储在GIS中。
[0090]在无人机的飞机过程中，还可以通过GPS(Global Posit1n System，全球定位系统)实时获取移动障碍物的位置数据。通过GPS实时监测移动障碍物，实现了实时避障。
[0091 ]在步骤S303中，对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。
[0092]图4示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S103的具体实现流程图。如图4所示，步骤S103对预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定预规划路径是否可通行，包括:
[0093]在步骤S401中，将预通行区域与障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定预通行区域与障碍物全集是否存在重叠区域；
[0094]在步骤S402中，在预通行区域与障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定预规划路径不可通行。
[0095]在本示例中，在预通行区域与障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定存在不可通行障碍物，预规划路径不可通行，需要重新规划路径;在预通行区域与障碍物全集不存在重叠区域的情况下，确定不存在不可通行障碍物，预规划路径可通行，无需重新规划路径。
[0096]图5示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法步骤S104中重新规划得到无人机的新飞行路径的具体实现流程图。如图4所示，步骤S104中重新规划得到无人机的新飞行路径，包括:
[0097]在步骤S501中，采用单源最短路径算法对预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点；
[0098]在步骤S502中，根据新的可通行航点、起始点坐标和目的点坐标重新确定新飞行路径。
[0099]作为本发明实施例的一个示例，从障碍物对应的障碍点的三维坐标中计算出航向角和该障碍点与无人机的距离，根据航向角和距离计算出障碍点的绝对经玮度坐标，再计算出第一个新的可通行航点。在计算出第一个新的可通行航点后，读取预规划路径中的所有航点坐标，并获取当前航点编号和已到达的航点编号。将第一个新的可通行航点作为当前航点插入到无人机的飞行任务列表中，并顺次更新其后的所有航点，从而确定出其他新的可通行航点。
[0100]图6a示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法中的预规划路径61、障碍物62、起始点63、目的点64和可通行航点65的示意图。在图6a中预规划路径能够从某一障碍物近旁绕过去，这种情况下，计算的新的可通行航点的数量较少。
[0101]图6b示出根据本发明一实施例的无人机的路径规划方法中的预规划路径61、障碍物62、起始点63、目的点64、可通行航点65和新飞行路径66的另一示意图。在图6b中预规划路径不能够从某一障碍物近旁绕过去，需要绕行的距离较远，这种情况下，计算的新的可通行航点的数量较多。
[0102]这样，通过将GIS技术应用到无人机的路径规划中，利用GIS信息辅助决策，利用缓冲区分析和叠置分析等GIS空间分析功能实现对飞行环境的智能判断与飞行路径的智能分析，根据本发明实施例的无人机的路径规划方法及系统能够提高对大量飞行数据的处理速度，减少数据分析的工作量，提高了无人机路径规划的效率，从而提高了无人机的飞行安全性。
[0103]实施例2
[0104]图7示出根据本发明另一实施例的无人机的路径规划方法的实现流程图。如图7所示，该方法主要包括:
[0105]在步骤S701中，对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到无人机的预通行区域；
[0106]在步骤S702中，根据无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍无人机飞行的各障碍物；
[0107]在步骤S703中，对预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定预规划路径是否可通行；
[0108]在步骤S704中，在预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到无人机的新飞行路径；
[0109]在步骤S705中，将新飞行路径导入到无人机的地面控制站中；
[0110]在步骤S706中，地面控制站向无人机的飞行控制模块发送新飞行路径对应的控制命令，以指示无人机按照新飞行路径飞行。
[0111]在本发明是实施例中，将新飞行路径导入到无人机的地面控制站中，地面控制站再通过MavLink(Micro air Vehicle Link，微型飞行器链接)通信指令将新飞行路径发送至无人机，以指示无人机按照新飞行路径飞行。
[0112]这样，本发明上述实施例通过将新飞行路径导入到无人机的地面控制站中，地面控制站向无人机的飞行控制模块发送新飞行路径对应的控制命令，能够实现对无人机的实时控制，从而实现实时避障，提高了无人机飞行的安全性;另外，充分利用MavLink通信协议及通信指令，在地面控制站与无人机之间建立稳定的消息通道，达到重新规划的新飞行路径实时同步到无人机的飞行控制模块的技术效果。
[0113]实施例3
[0114]图8示出根据本发明另一实施例的无人机的路径规划系统的结构框图。如图8所示，该系统包括:
[0115]GIS数据管理模块81，用于存储预规划路径及飞行环境信息。
[0116]其中，GIS数据管理模块81可以包括空间数据库和空间数据访问接口。首先，采用空间数据库技术对基础地理信息的几何坐标信息、属性信息和高程信息进行统一存储和管理，并提供统一的数据查询与读取接口；另外，还提供数据写入接口，采用GIS空间对象描述预规划路径，该预规划路径表示为一个坐标序列(11，71，21;12，72，22;13，73，23;...； Xn , Yn ,Zn)，其中，X为地理坐标系中的经度，y为地理坐标系统中的玮度，Z为高度(单位为米)，最后将其抽象为GIS空间对象中的线要素，预规划路径数据可以实时写入空间数据库。障碍物信息被抽象为613中的区要素，8卩多边形坐标序列，形如(11，71，21^2，72，22^3，73，23;...; Xn，yn，Zn;X1，yi，Z1)，障碍物信息也可被实时写入空间数据库。空间数据访问接口提供了对基础地理信息、预规划路径和障碍物信息的读取、查询、插入和修改的功能。
[0117]预通行区域分析模块82，用于对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到无人机的预通行区域。
[0118]飞行环境判断模块83，用于根据无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍无人机飞行的各障碍物。
[0119]路径分析模块84，用于对预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定预规划路径是否可通行。
[0120]路径规划模块85，用于在预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到无人机的新飞行路径。
[0121]在一种可能的实现方式中，预通行区域分析模块82包括:
[0122]缓冲半径确定子模块821，用于根据无人机的机身宽度确定缓冲半径；
[0123]预规划路径获取子模块822，用于从GIS中获取预先存储的预规划路径，预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标；
[0124]预通行区域确定子模块823，用于根据预通行路径包括的各坐标和缓冲半径确定预通行区域。
[0125]在一种可能的实现方式中，飞行环境判断模块83包括:
[0126]障碍物确定子模块831，用于根据无人机的飞行高度，确定可能在预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物；
[0127]障碍物位置数据获取子模块832，用于从GIS中获取固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取移动障碍物的位置数据；
[0128]障碍物全集确定子模块833，用于对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。
[0129]在一种可能的实现方式中，路径分析模块84包括:
[0130]重叠判断子模块841，用于将预通行区域与障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定预通行区域与障碍物全集是否存在重叠区域；
[0131]不可通行判定子模块842，用于在预通行区域与障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定预规划路径不可通行。
[0132]在一种可能的实现方式中，路径规划模块85包括:
[0133]新的可通行航点计算子模块851，用于采用单源最短路径算法对预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点；
[0134]新飞行路径确定子模块852，用于根据新的可通行航点、起始点坐标和目的点坐标重新确定新飞行路径。
[0135]在一种可能的实现方式中，该系统还包括:
[0136]导入模块86，用于将新飞行路径导入到无人机的地面控制站中；
[0137]路径控制模块87，用于地面控制站向无人机的飞行控制模块发送新飞行路径对应的控制命令，以指示无人机按照新飞行路径飞行。
[0138]需要说明的是，这样，通过将GIS技术应用到无人机的路径规划中，利用GIS信息辅助决策，利用缓冲区分析和叠置分析等GIS空间分析功能实现对飞行环境的智能判断与飞行路径的智能分析，根据本发明实施例的无人机的路径规划系统能够提高对大量飞行数据的处理速度，减少数据分析的工作量，提高了无人机路径规划的效率，从而提高了无人机的飞行安全性。
[0139]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。
【主权项】
1.一种无人机的路径规划方法，其特征在于，包括: 对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域； 根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物； 对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行； 在所述预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到所述无人机的新飞行路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对从GIS获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域，包括: 根据所述无人机的机身宽度确定缓冲半径； 从所述GIS中获取预先存储的所述预规划路径，所述预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标； 根据所述预通行路径包括的各坐标和所述缓冲半径确定所述预通行区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物，包括: 根据所述无人机的飞行高度，确定可能在所述预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物； 从所述GIS中获取所述固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取所述移动障碍物的位置数据； 对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行，包括: 将所述预通行区域与所述障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定所述预通行区域与所述障碍物全集是否存在重叠区域； 在所述预通行区域与所述障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定所述预规划路径不可通行。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，重新规划得到所述无人机的新飞行路径，包括: 采用单源最短路径算法对所述预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点； 根据新的可通行航点、所述起始点坐标和所述目的点坐标重新确定所述新飞行路径。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，重新规划得到所述无人机的新飞行路径之后，所述方法还包括: 将所述新飞行路径导入到所述无人机的地面控制站中； 所述地面控制站向所述无人机的飞行控制模块发送所述新飞行路径对应的控制命令，以指示所述无人机按照所述新飞行路径飞行。7.一种无人机的路径规划系统，其特征在于，包括: GIS数据管理模块，用于存储预规划路径及飞行环境信息； 预通行区域分析模块，用于对从GIS中获取的预规划路径进行缓冲区分析，得到所述无人机的预通行区域； 飞行环境判断模块，用于根据所述无人机所处的飞行环境，确定可能阻碍所述无人机飞行的各障碍物； 路径分析模块，用于对所述预通行区域与各障碍物的位置信息进行叠置分析，确定所述预规划路径是否可通行； 路径规划模块，用于在所述预规划路径不可通行的情况下，重新规划得到所述无人机的新飞行路径。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预通行区域分析模块包括: 缓冲半径确定子模块，用于根据所述无人机的机身宽度确定缓冲半径； 预规划路径获取子模块，用于从所述GIS中获取预先存储的所述预规划路径，所述预规划路径包括预先规划的起始点坐标、所经航点坐标和目的点坐标； 预通行区域确定子模块，用于根据所述预通行路径包括的各坐标和所述缓冲半径确定所述预通行区域。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述飞行环境判断模块包括: 障碍物确定子模块，用于根据所述无人机的飞行高度，确定可能在所述预通行区域内阻碍飞行的各固定障碍物和/或各移动障碍物； 障碍物位置数据获取子模块，用于从所述GIS中获取所述固定障碍物的位置数据，和/或，采用GPS实时获取所述移动障碍物的位置数据； 障碍物全集确定子模块，用于对各障碍物的位置数据进行合并运算，得到障碍物全集。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述路径分析模块包括: 重叠判断子模块，用于将所述预通行区域与所述障碍物全集进行相交运算或相减运算，以确定所述预通行区域与所述障碍物全集是否存在重叠区域； 不可通行判定子模块，用于在所述预通行区域与所述障碍物全集存在重叠区域的情况下，确定所述预规划路径不可通行。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述路径规划模块包括: 新的可通行航点计算子模块，用于采用单源最短路径算法对所述预通行区域内的各坐标点进行遍历，并根据欧几里得距离计算得到新的可通行航点； 新飞行路径确定子模块，用于根据新的可通行航点、所述起始点坐标和所述目的点坐标重新确定所述新飞行路径。12.根据权利要求7至11任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 导入模块，用于将所述新飞行路径导入到所述无人机的地面控制站中； 路径控制模块，用于所述地面控制站向所述无人机的飞行控制模块发送所述新飞行路径对应的控制命令，以指示所述无人机按照所述新飞行路径飞行。
【文档编号】G05D1/10GK105843253SQ201610219088
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】冯伟明
【申请人】北京博瑞空间科技发展有限公司