无人机路径规划方法、无人机路径规划装置及电子设备

1.本公开涉及无人机技术领域，更具体地，涉及一种无人机路径规划方法、无人机路径规划装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。


背景技术：

2.无人驾驶飞行器，简称无人机，是一种使用无线遥控设备和自主程序控制的不载人飞机，或者是由计算机完全或间歇地控制。在民用领域，与载人飞行器相比，无人机由于自身的灵活性、便携性、经济性以及易操作性已经在农业、城管、科研、环保、公安等各个领域都有了广泛的应用。
3.无人机在飞行的过程中，无人机的飞行高度可能会低于一些城市的高大建筑物，如果规划的路径上有高于飞行高度的建筑物，将会对无人机造成损坏甚至坠机。
4.然而，在现阶段的无人机的飞行过程中，一种控制方式是依靠人工控制无人机的飞行，操作人员通过无人机回传的实时视频判断下一时间断是否会与建筑物冲突，并通过手动控制的方式改变航线或者无人机高度，躲避冲突。时刻紧盯实时视频耗费大量人力，并且实时视频的延迟会造成操作不及时，导致严重后果。另一种控制方式中，计算机控制的无人机的飞行路径通常依赖市政的道路规划，无人机沿着规划的道路进行飞行，此种方式下的无人机执行效率较低。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开实施例提供了一种无人机路径规划方法、无人机路径规划装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。
6.本公开实施例的一个方面提供了一种无人机路径规划方法，包括：
7.在三维空间地图上确定上述无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点，其中，上述三维空间地图加载有建筑物模型；
8.在检测到相邻的两个上述目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的上述目标路径点与上述障碍物的边界点之间确定第i偏航点；
9.根据上述第i偏航点和预设偏航规则，对上述无人机的偏航方位进行调整，其中，上述预设偏航规则包括基于参考线确定的偏航角度和偏航距离；
10.在上述无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于上述路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的上述目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和上述预设偏航规则，继续对上述无人机的偏航方位进行迭代调整，直到上述无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，上述路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的上述目标路径点之间不存在障碍物；
11.根据相邻的两个上述目标路径点和所有的上述偏航点生成相邻的两个上述目标路径点之间的目标路径。
12.根据本公开的实施例，上述根据上述第i偏航点和预设偏航规则，对上述无人机的
偏航方位进行调整，包括：
13.根据上述第i偏航点、上述参考线和预设的上述偏航角度，确定第i偏航点的偏航方向；
14.根据上述第i偏航点、上述偏航方向和预设的上述偏航距离，确定上述调整后的偏航方位。
15.根据本公开的实施例，上述根据第i+1偏航点和上述预设偏航规则，继续对上述无人机的偏航方位进行迭代调整，包括：
16.利用迭代变化量对上述偏航角度进行修正，得到新的偏航角度；
17.迭代地根据上述第i+1偏航点、上述参考线、上述新的偏航角度和上述偏航距离，确定迭代调整后的偏航方位，其中，在迭代过程中，分别与相邻的两个上述偏航点对应的两个上述新的偏航角度的差值为上述迭代变化量。
18.根据本公开的实施例，上述根据上述第i偏航点、上述参考线和预设的上述偏航角度，确定第i偏航点的偏航方向，包括：
19.确定上述第i偏航点和上述飞行顺序靠后的上述目标路径点之间的目标连线与上述参考线之间的锐角区域；
20.利用上述偏航角度处理上述目标连线，得到上述偏航方向，其中上述第i偏航点的偏航方向位于上述锐角区域中。
21.根据本公开的实施例，在进行上述路径规划之前，还包括：
22.在检测到上述调整后的第i+1偏航点与上述第i偏航点之间不存在障碍物的情况下，进行上述路径规划。
23.根据本公开的实施例，在进行上述路径规划之前，还包括：
24.在检测到上述调整后的第i+1偏航点与上述第i偏航点之间存在障碍物的情况下，对上述偏航角度进行调整，得到第一过渡偏航角度；
25.根据上述第一过渡偏航角度和上述第i偏航点确定新的第i+1偏航点，以便于上述无人机基于上述新的第i+1偏航点进行路径规划。
26.根据本公开的实施例，上述三维空间地图的构建方法包括：
27.在初始坐标系中加载上述目标飞行区域的影像数据，生成过渡空间地图；
28.在上述过渡空间地图上加载上述目标飞行区域的上述建筑物模型，生成上述三维空间地图，其中，上述建筑物模型包括建筑物的三维布局结构和地理位置。
29.根据本公开的实施例，无人机路径规划方法还包括：
30.根据多个上述目标路径生成总路径，其中，不同上述目标路径对应于不同的相邻的两个上述目标路径点；
31.将上述总路径传输至上述无人机，以使得无人机根据上述总路径执行飞行任务。
32.本公开实施例的另一个方面提供了一种无人机路径规划装置，包括：
33.第一确定模块，用于在三维空间地图上确定上述无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点，其中，上述三维空间地图加载有建筑物模型；
34.第二确定模块，用于在检测到相邻的两个上述目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的上述目标路径点与上述障碍物的边界点之间确定第i偏航点；
35.调整模块，用于根据上述第i偏航点和预设偏航规则，对上述无人机的偏航方位进
行调整，其中，上述预设偏航规则包括基于参考线确定的偏航角度和偏航距离；
36.迭代模块，用于在上述无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于上述路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的上述目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和上述预设偏航规则，继续对上述无人机的偏航方位进行迭代调整，直到上述无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，上述路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的上述目标路径点之间不存在障碍物；
37.生成模块，用于根据相邻的两个上述目标路径点和所有的上述偏航点生成相邻的两个上述目标路径点之间的目标路径。
38.本公开实施例的另一个方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。
39.本公开实施例的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
40.本公开实施例的另一个方面提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。
41.根据本公开的实施例，通过在加载有建筑物模型的三维空间地图中确定相邻的两个目标路径点，在对两个目标路径点进行路径规划时，通过判断无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标点之间是否存在障碍物，以基于预设偏航规则对无人机的当前位置进行偏航调整，从而形成绕过障碍物的多个偏航点，最终根据多个偏航点和向量的两个目标路径点构建两个目标路径点之间的目标路径，由于仅需要在三维空间地图上确定无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物以对下一个偏航点的偏航方位进行调整，因此避免了现有技术中通过操作人员判断无人机的飞行路径中是否存在障碍物造成的飞行成本较高的问题，同时本公开的无人机路径规划算法计算量较小，在依赖于三维空间地图的情况下实时根据障碍物确认偏航点，从而间接地提高了计算机的性能和无人机的执行效率。
附图说明
42.通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
43.图1示意性示出了根据本公开实施例的可以应用无人机路径规划方法的示例性系统架构；
44.图2示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的流程图；
45.图3示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的场景示意图a；
46.图4示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的场景示意图b；
47.图5示意性示出了根据本公开的实施例的无人机路径规划装置的框图；以及
48.图6示意性示出了根据本公开实施例的实现无人机路径规划方法的电子设备的框图。
具体实施方式
49.下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本公开的限定，实施例中记载的各个特征可进行组合，形成多个可选方案。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分而非全部结构。
50.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
51.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
52.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
53.在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
54.本公开的实施例提供了一种无人机路径规划方法、无人机路径规划装置及电子设备。该方法包括在三维空间地图上确定无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点，其中，三维空间地图加载有建筑物模型；在检测到相邻的两个目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的目标路径点与障碍物的边界点之间确定第i偏航点；根据第i偏航点和预设偏航规则，对无人机的偏航方位进行调整，其中，预设偏航规则包括基于参考线确定的偏航角度和偏航距离；在无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和预设偏航规则，继续对无人机的偏航方位进行迭代调整，直到无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间不存在障碍物；根据相邻的两个目标路径点和所有的偏航点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。
55.图1示意性示出了根据本公开实施例的可以应用无人机路径规划方法的示例性系统架构100。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的系统架构的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。
56.如图1所示，根据该实施例的系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104、服务器105和无人机106。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线和/或无线通信链路等。
57.用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发
送消息等，例如可以通过终端设备101、102、103确定无人机106执行飞行任务的目标路径点。终端设备101、102、103上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端和/或社交平台软件等(仅为示例)。
58.终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等。
59.服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备101、102、103所浏览的网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的进行无人机路径规划的用户请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如根据用户请求获取或生成的目标路径、网页、信息、或数据等)反馈给终端设备。
60.需要说明的是，本公开实施例所提供的无人机路径规划方法一般可以由终端设备101、102、或103或无人机106执行，或者也可以由不同于终端设备101、102、或103的其他终端设备执行。相应地，本公开实施例所提供的无人机路径规划装置也可以设置于终端设备101、102、或103或无人机106中，或设置于不同于终端设备101、102、或103的其他终端设备中。或者，本公开实施例所提供的无人机路径规划方法也可以由服务器105执行。相应地，本公开实施例所提供的无人机路径规划装置也可以设置于服务器105中。本公开实施例所提供的无人机路径规划方法也可以由不同于服务器105且能够与终端设备101、102、103和/或服务器105通信的服务器或服务器集群执行。相应地，本公开实施例所提供的无人机路径规划装置也可以设置于不同于服务器105且能够与终端设备101、102、103和/或服务器105通信的服务器或服务器集群中。
61.应该理解，图1中的终端设备、网络、服务器和无人机的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络、服务器和无人机。
62.图2示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的流程图。
63.如图2所示，无人机路径规划方法可以包括操作s201～s203。
64.在操作s201，在三维空间地图上确定无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点，其中，三维空间地图加载有建筑物模型。
65.在操作s202，在检测到相邻的两个目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的目标路径点与障碍物的边界点之间确定第i偏航点。
66.在操作s203，根据第i偏航点和预设偏航规则，对无人机的偏航方位进行调整，其中，预设偏航规则可以包括基于参考线确定的偏航角度和偏航距离。
67.在操作s204，在无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和预设偏航规则，继续对无人机的偏航方位进行迭代调整，直到无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间不存在障碍物。
68.在操作s205，根据相邻的两个目标路径点和所有的偏航点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。
69.根据本公开的实施例，目标路径点可以指定义的需要无人机飞行或者巡逻的地点。建筑物模型是指具有相应外形尺寸的模型。参考线可以指基于当前位置构建的水平线。
70.根据本公开的实施例，任一偏航点与该障碍物之间的距离满足无人机飞行的安全
距离，以避免无人机与障碍物发生碰撞。
71.根据本公开的实施例，偏航角度和偏航距离均可以是根据实际情况设定的，并非是固定值，例如偏航角度可以是5
°
，偏航距离可以是2m，偏航方位可以包括实时偏航角度和偏航距离，其中，与不同偏航点对应的实时偏航角度可以具有差异，上述具体数值均是示例，并非是对本公开的限制，也可以是其他的数值。
72.根据本公开的实施例，在三维空间地图上确定多个巡逻点作为无人机的目标路径点，针对相邻的两个目标路径点，首先在三维空间地图上确定该两个目标路径点之间是否存在障碍物，如确认存在障碍物，可以在飞行顺序靠前的目标路径点和该障碍物的边界点之间确定第一个偏航点，在第一个偏航点处基于预设偏航规则进行偏航方位的调整，从而得到第二个偏航点，对第一个偏航点和第二个偏航点进行路径规划，确定第二个偏航点和飞行顺序靠后的目标路径点之间是否存在该障碍物，如存在则迭代地在最新确定的偏航点处进行偏航方位的调整，从而确定下一个偏航点，直到无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间不存在障碍物，此时可以根据相邻的两个目标路径点和所有的偏航点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。
73.根据本公开的实施例，通过在加载有建筑物模型的三维空间地图中确定相邻的两个目标路径点，在对两个目标路径点进行路径规划时，通过判断无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标点之间是否存在障碍物，以基于预设偏航规则对无人机的当前位置进行偏航调整，从而形成绕过障碍物的多个偏航点，最终根据多个偏航点和向量的两个目标路径点构建两个目标路径点之间的目标路径，由于仅需要在三维空间地图上确定无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物以对下一个偏航点的偏航方位进行调整，因此避免了现有技术中通过操作人员判断无人机的飞行路径中是否存在障碍物造成的飞行成本较高的问题，同时本公开的无人机路径规划算法计算量较小，在依赖于三维空间地图的情况下实时根据障碍物确认偏航点，从而间接地提高了计算机的性能和无人机的执行效率。
74.根据本公开的实施例，根据第i偏航点和预设偏航规则，对无人机的偏航方位进行调整，可以包括如下操作：
75.根据第i偏航点、参考线和预设的偏航角度，确定偏航方向。
76.根据第i偏航点、偏航方向和预设的偏航距离，确定调整后的偏航方位。
77.根据本公开的实施例，在路径规划的过程中，假设无人机位于第i偏航点处而该偏航点与飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，此时首先对该偏航点与飞行顺序靠后的目标路径点进行连线，结合参考线利用预设的偏航角度确定下一个偏航点的偏航方向，在该偏航方向上确定下一个偏航点(即调整后的偏航方位)，下一个偏航点与当前偏航点之间的距离为预设的偏航距离。
78.根据本公开的实施例，根据第i+1偏航点和预设偏航规则，继续对无人机的偏航方位进行迭代调整，可以包括如下操作：
79.利用迭代变化量对偏航角度进行修正，得到新的偏航角度；
80.迭代地根据第i+1偏航点、参考线、新的偏航角度和偏航距离，确定迭代调整后的偏航方位，其中，在迭代过程中，分别与相邻的两个偏航点对应的两个新的偏航角度的差值
为迭代变化量。
81.根据本公开的实施例，迭代变化量可以根据实际情况进行调整，例如可以设置为1
°
，在一种示例性的实施例中，后一个偏航点对应的偏航角度比前一个偏航点对应的偏航角度小1
°
。
82.根据本公开的实施例，假设无人机位于第i+1偏航点处时且第i+1偏航点与飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，此时利用迭代变化量对偏航角度进行修正，得到新的偏航角度，利用该新的偏航角度结合第i+1偏航点、参考线和偏航距离确定第i+2偏航点，重复上述过程直至确认的第i+m偏航点和飞行顺序靠后的目标路径点之间不存在障碍物时，根据多个偏航点和相邻的两个目标路径点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。
83.根据本公开的实施例，根据第i偏航点、参考线和预设的偏航角度，确定偏航方向，可以包括如下操作：
84.确定第i偏航点和飞行顺序靠后的目标路径点之间的目标连线与参考线之间的锐角区域。
85.利用偏航角度处理目标连线，得到偏航方向，其中第i偏航点的偏航方向位于锐角区域中。
86.根据本公开的实施例，对第i偏航点与飞行顺序靠后的目标路径点进行连线(例如可以构建线段或射线)，得到目标连线，结合参考线可以得到一个锐角区域，在该锐角区域内利用预设的偏航角度对目标连线进行角度的偏移处理，从而可以确定下一个偏航点的偏航方向，在偏航方向确定的情况下结合偏航距离即可确定第i+1偏航点的点位。
87.根据本公开的实施例，在进行路径规划之前，还可以包括如下操作：
88.在检测到调整后的第i+1偏航点与第i偏航点之间不存在障碍物的情况下，进行路径规划。
89.在检测到调整后的第i+1偏航点与第i偏航点之间存在障碍物的情况下，对偏航角度进行调整，得到第一过渡偏航角度。
90.根据第一过渡偏航角度和第i偏航点确定新的第i+1偏航点，以便于无人机基于新的第i+1偏航点进行路径规划。
91.根据本公开的实施例，路径规划可以指在确定两个偏航点后进行飞行模拟测试，或者在三维空间地图上进行两个偏航点之间的连线，以确定无人机在这两个偏航点之间的飞行路径。
92.根据本公开的实施例，由于确定的第i+1偏航点与第i偏航点之间可能存在障碍物，因此需要判断两个偏航点之间的路径是否存在障碍物进行判断，以避免无人机实际飞行时与障碍物发生碰撞，若确定两个偏航点之间存在障碍物，此时需要对确定第i+1偏航点所使用的偏航角度进行调整，例如原始的偏航角度是30
°
，此时可以调整为35
°
，进而利用调整后得到的第一过渡偏航角度重新确定第i+1偏航点。
93.在一种示例性的实施例中，在i＝1时，第i偏航点位于相邻的两个目标路径点的连线上，第i+1偏航点为偏离相邻的两个目标路径点的连线的第一个位置，此时需要判断第i偏航点与第i+1偏航点之间的连线上是否存在障碍物，如果存在障碍物则需要重新确定第i+1偏航点，以避免无人机实际飞行时与连线上的障碍物发生碰撞。
94.根据本公开的实施例，三维空间地图的构建方法可以包括如下操作：
95.在初始坐标系中加载目标飞行区域的影像数据，生成过渡空间地图。
96.在过渡空间地图上加载目标飞行区域的建筑物模型，生成三维空间地图，其中，建筑物模型可以包括建筑物的三维布局结构和地理位置。
97.根据本公开的实施例，初始坐标系可以采用wgs84坐标系。影像数据可以指包含经纬度信息的2d地图数据，其上可以包括每个区域的道路和建筑物名称，建筑物模型可以指不同建筑物的三维布局结构，例如某一大楼的地理位置及其外部形状尺寸，外部形状尺寸可以包括该建筑物的3d视图下的长、宽、高等。
98.根据本公开的实施例，在初始坐标系中首先加载包含2d地图数据的影像数据，以得到过渡空间地图，再在过渡空间地图上对应的每个建筑物上加载对应的3dtiles建筑物模型，从而可以得到三维空间地图，进而可以在三维空间地图上进行无人机路径的规划。
99.需要说明的是，在加载影像数据时，可以在前端cesium框架下将影像数据加载在初始坐标系中，但并非限定只能利用cesium框架进行加载，也可以是其他的web框架。
100.根据本公开的实施例，无人机路径规划方法还可以包括如下操作：
101.根据多个目标路径生成总路径，其中，不同目标路径对应于不同的相邻的两个目标路径点。
102.将总路径传输至无人机，以使得无人机根据总路径执行飞行任务。
103.根据本公开的实施例，在无人机执行任务时，若无人机的目标路径点大于二的情况下，根据飞行顺序确定多组相邻的两个目标路径点，针对每组相邻的两个目标路径点均利用本公开的无人机路径规划方法确定其目标路径，根据多个目标路径生成无人机执行任务的总路径，将该总路径传输至无人机以使得无人机按照该总路径执行飞行任务。
104.图3示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的场景示意图a。图4示意性示出了根据本公开实施例的无人机路径规划方法的场景示意图b。
105.在一种示例性的实施例中，如图3所示，在三维空间地图上确定a、b、c、d四个目标路径点作为本次无人机的巡逻任务，在确定a、b两个目标路径点之间的目标路径时，首先确认a、b之间是否存在障碍物，在图3中a、b之间存在障碍物1(建筑物1)。参考图4，在a与障碍物1的边界点m之间确定第1个偏航点e1，根据第1个偏航点和预设偏航规则(如目标连线ab与水平的参考线之间的锐角θ1减少1
°
作为偏航角度，偏航距离设定为3m)，对无人机的偏航方位进行调整，从而得到第2个偏航点e2，由图可知，第2个偏航点与b之间存在障碍物1，因此可以在当前偏航点处迭代地确定后续的第3个偏航点
……
第x个偏航点e
x
，直至第x个偏航点与b之间不存在障碍物，其中，在确定e
x
的偏航方位时，其使用的偏航角度θ
x-1
′
比确定e
x-1
使用的偏航角度θ
x-2
′
依次小一个迭代变化量，此时可以将线路a
→
e1→
e2→……→ex
→
b确定为a、b两个目标路径点之间的目标路径。图3和图4中a点处的水平线即本公开的参考线，a点处θ1所在的区域即上文所描述的锐角区域，λ为安全距离的最大值，最接近障碍物的偏航点与障碍物的距离不得小于安全距离的最小值。
106.需要说明的是，b与c之间和c与d之间的目标路径与a与b之间的目标路径的确定方法相同，在此不进行赘述。
107.图5示意性示出了根据本公开的实施例的无人机路径规划装置的框图。
108.如图5所示，无人机路径规划装置500可以包括第一确定模块501、第二确定模块
502、调整模块503、迭代模块504和生成模块505。
109.第一确定模块501，用于在三维空间地图上确定无人机在目标飞行区域中相邻的两个目标路径点，其中，三维空间地图加载有建筑物模型。
110.第二确定模块502，用于在检测到相邻的两个目标路径点之间存在障碍物的情况下，在飞行顺序靠前的目标路径点与障碍物的边界点之间确定第i偏航点。
111.调整模块503，用于根据第i偏航点和预设偏航规则，对无人机的偏航方位进行调整，其中，预设偏航规则可以包括基于参考线确定的偏航角度和偏航距离。
112.迭代模块504，用于在无人机基于调整后的偏航方位进行路径规划后，响应于路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物，根据第i+1偏航点和预设偏航规则，继续对无人机的偏航方位进行迭代调整，直到无人机基于迭代调整后的偏航方位进行路径规划后，路径规划后的当前位置与和飞行顺序靠后的目标路径点之间不存在障碍物。
113.生成模块505，用于根据相邻的两个目标路径点和所有的偏航点生成相邻的两个目标路径点之间的目标路径。
114.根据本公开的实施例，通过在加载有建筑物模型的三维空间地图中确定相邻的两个目标路径点，在对两个目标路径点进行路径规划时，通过判断无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标点之间是否存在障碍物，以基于预设偏航规则对无人机的当前位置进行偏航调整，从而形成绕过障碍物的多个偏航点，最终根据多个偏航点和向量的两个目标路径点构建两个目标路径点之间的目标路径，由于仅需要在三维空间地图上确定无人机的当前位置与飞行顺序靠后的目标路径点之间存在障碍物以对下一个偏航点的偏航方位进行调整，因此避免了现有技术中通过操作人员判断无人机的飞行路径中是否存在障碍物造成的飞行成本较高的问题，同时本公开的无人机路径规划算法计算量较小，在依赖于三维空间地图的情况下实时根据障碍物确认偏航点，从而间接地提高了计算机的性能和无人机的执行效率。
115.根据本公开的实施例，调整模块503可以包括第一确定单元和第二确定单元。
116.第一确定单元，用于根据第i偏航点、参考线和预设的偏航角度，确定第i偏航点的偏航方向。
117.第二确定单元，用于根据第i偏航点、偏航方向和预设的偏航距离，确定调整后的偏航方位。
118.根据本公开的实施例，迭代模块504可以包括修正单元和迭代单元。
119.修正单元，用于利用迭代变化量对偏航角度进行修正，得到新的偏航角度。
120.迭代单元，用于迭代地根据第i+1偏航点、参考线、新的偏航角度和偏航距离，确定迭代调整后的偏航方位，其中，在迭代过程中，分别与相邻的两个偏航点对应的两个新的偏航角度的差值为迭代变化量。
121.根据本公开的实施例，第一确定单元可以包括确定子单元和得到子单元。
122.确定子单元，用于确定第i偏航点和飞行顺序靠后的目标路径点之间的目标连线与参考线之间的锐角区域。
123.得到子单元，用于利用偏航角度处理目标连线，得到偏航方向，其中第i偏航点的偏航方向位于锐角区域中。
124.根据本公开的实施例，无人机路径规划装置500还可以包括第一判断模块。
125.第一判断模块，用于在检测到调整后的第i+1偏航点与第i偏航点之间不存在障碍物的情况下，进行路径规划。
126.根据本公开的实施例，无人机路径规划装置500还可以包括第二判断模块和第三确定模块。
127.第二判断模块，用于在检测到调整后的第i+1偏航点与第i偏航点之间存在障碍物的情况下，对偏航角度进行调整，得到第一过渡偏航角度。
128.第三确定模块，用于根据第一过渡偏航角度和第i偏航点确定新的第i+1偏航点，以便于无人机基于新的第i+1偏航点进行路径规划。
129.根据本公开的实施例，三维空间地图是利用第一生成单元和第二生成单元构建的。
130.第一生成单元，用于在初始坐标系中加载目标飞行区域的影像数据，生成过渡空间地图。
131.第二生成单元，用于在过渡空间地图上加载目标飞行区域的建筑物模型，生成三维空间地图，其中，建筑物模型可以包括建筑物的三维布局结构和地理位置。
132.根据本公开的实施例，无人机路径规划装置500还可以包括第二生成模块和传输模块。
133.第二生成模块，用于根据多个目标路径生成总路径，其中，不同目标路径对应于不同的相邻的两个目标路径点。
134.传输模块，用于将总路径传输至无人机，以使得无人机根据总路径执行飞行任务。
135.根据本公开的实施例的模块、单元、子单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、单元、子单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic arrays，pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、单元、子单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
136.例如，第一确定模块501、第二确定模块502、调整模块503、迭代模块504和生成模块505中的任意多个可以合并在一个模块/单元/子单元中实现，或者其中的任意一个模块/单元/子单元可以被拆分成多个模块/单元/子单元。或者，这些模块/单元/子单元中的一个或多个模块/单元/子单元的至少部分功能可以与其他模块/单元/子单元的至少部分功能相结合，并在一个模块/单元/子单元中实现。根据本公开的实施例，第一确定模块501、第二确定模块502、调整模块503、迭代模块504和生成模块505中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑阵列(pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(asic)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或
以其中任意几种的适当组合来实现。或者，第一确定模块501、第二确定模块502、调整模块503、迭代模块504和生成模块505中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
137.需要说明的是，本公开的实施例中无人机路径规划装置部分与本公开的实施例中无人机路径规划方法部分是相对应的，无人机路径规划装置部分的描述具体参考无人机路径规划方法部分，在此不再赘述。
138.图6示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的框图。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
139.如图6所示，根据本公开实施例的电子设备600包括处理器601，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(random access memory，ram)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器601例如可以包括通用微处理器(例如cpu)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))，等等。处理器601还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器601可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
140.在ram 603中，存储有电子设备600操作所需的各种程序和数据。处理器601、rom 602以及ram 603通过总线604彼此相连。处理器601通过执行rom 602和/或ram 603中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除rom 602和ram 603以外的一个或多个存储器中。处理器601也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
141.根据本公开的实施例，电子设备600还可以包括输入/输出(i/o)接口605，输入/输出(i/o)接口605也连接至总线604。系统600还可以包括连接至i/o接口605的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(liquid crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至i/o接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
142.根据本公开的实施例，根据本公开实施例的方法流程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被处理器601执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
143.本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被
执行时，实现根据本公开实施例的方法。
144.根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质。例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom(erasable programmable read only memory，eprom)或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(computer disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
145.例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的rom 602和/或ram 603和/或rom 602和ram 603以外的一个或多个存储器。
146.本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行本公开实施例所提供的方法的程序代码，当计算机程序产品在电子设备上运行时，该程序代码用于使电子设备实现本公开实施例所提供的无人机路径规划方法。
147.在该计算机程序被处理器601执行时，执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
148.在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分609被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
149.根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如java，c++，python，“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
150.附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在
不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
151.以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。