一种无人机的路径规划方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机的路径规划方法和系统，涉及无人机路径规划领域。该方法包括：提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块；通过云平台模块根据当前位置信息、目的地信息和途经地信息规划第一总路径；根据途经地信息的拐点位置将第一总路径划分为N个子路径；根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，将第一总路径和第i个子路径的飞行参数发送到第j个无人机上，根据飞行参数在第i个子路径中执行飞行操作。实现了在遇到复杂路况的情况下，无人机能够尽可能的沿目标曲线飞行轨迹匀速飞行，减少了无人机飞行速度的变化频率，提高了工作效率和无人机飞行的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机的路径规划方法和系统


[0001]本专利技术涉及无人机路径规划领域，尤其涉及一种无人机的路径规划方法和系统。

技术介绍

[0002]当前多旋翼无人机在进行路径规划时,所生成的路径多为由多条线段组成的折线。当无人机飞行至路径的转折点时﹐需要采用先减速,然后在转折点处悬停，最后加速向下一直线段飞行的方法。
[0003]当路线复杂且多处有弯曲路线时，无人机每次飞行至路径的转折点时,都需要速度下降以及悬停﹐不仅仅导致飞行时间增加，而且加大无人机自身瞬时计算能力和大量资源占用,从而降低工作效率和稳定性，还会影响到其他突出事件的处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无人机的路径规划方法和系统。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种无人机的路径规划方法，包括：
[0007]S1，提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块；
[0008]S2，通过云平台模块根据所述当前位置信息、所述目的地信息和所述途经地信息规划第一总路径；
[0009]S3，根据所述途经地信息的拐点位置将所述第一总路径划分为N个子路径；
[0010]S4，根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，1≤i≤N；
[0011]S5，将所述第一总路径和所述第i个子路径的飞行参数发送到第j个无人机上；
[0012]S6，根据所述飞行参数在所述第i个子路径中执行飞行操作。
[0013]本专利技术的有益效果是：通过提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块，根据上述信息规划出第一总路径，并将第一总路径划分为N个子路径，根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，无人机根据飞行参数执行飞行操作。实现了在遇到复杂路况的情况下，无人机能够尽可能的沿目标曲线飞行轨迹匀速飞行，减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和无人机飞行的稳定性。
[0014]同时，还实现了无人机轨迹规划和无人机的分离，将无人机轨迹规划交由云平台模块进行处理，大大减轻了无人机自身的计算和存储能力负担。
[0015]进一步地，还包括：
[0016]根据历史无人机飞行轨迹进行分段，将分段后的飞行轨迹建立轨迹库；
[0017]根据环境场景搭建三维空间模型结合预设轨迹规划算法完成所述云平台模块的搭建。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：通过本方案实现轨迹的实时查询和调取，在轨迹库中没有相应的现有轨迹可调取，则通过三维空间模型结合预设轨迹规划算法实时根据无人机的请求计算最优轨迹。
[0019]进一步地，所述S4具体包括：
[0020]获取所述第i个子路径与相邻路径的路径夹角；
[0021]采集无人机的螺旋桨拉力阈值，以及当无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向的倾斜角阈值；
[0022]根据所述倾斜角阈值、所述螺旋桨拉力阈值和飞行速度，结合所述路径夹角计算出目标转弯半径；
[0023]按照所述目标转弯半径生成所述第i个子路径的飞行参数。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是：通过本方案的方案计算出的飞行参数，能够使得无人机能够尽可能的沿目标曲线飞行轨迹匀速飞行，减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间,提高了工作效率和稳定性。
[0025]进一步地，所述S6之前还包括：
[0026]将所述第i个子路径与第i
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1个子路径和第i+1个子路径分别进行链式组合；
[0027]当N个子路径组合完成，获得第二总路径及所述第二总路径的飞行参数。
[0028]采用上述进一步方案的有益效果是：通过本方案对N个子路径进行链式结合，实现多拐点路径的路线规划，同时实现了拐点电路与其他直线路径的平滑过渡，大大提高无人机飞行过程的稳定性。
[0029]进一步地，还包括：
[0030]在多个无人机同时向云平台模块发送路径规划请求时，根据每个无人机路径规划请求，执行S1
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S5的步骤。
[0031]采用上述进一步方案的有益效果是：通过本方案实现了无人机轨迹规划和无人机的分离，将无人机轨迹规划交由云平台模块进行处理，大大减轻了无人机自身的计算和存储能力负担，还可以实现无人机群共享云平台系统中的资源，避免了轨迹规划的重复计算。
[0032]本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
[0033]一种无人机的路径规划系统，包括：信息提取模块、总路径规划模块、路径划分模块、子路径计算模块、通信模块和执行模块；
[0034]所述信息提取模块用于提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块；
[0035]所述总路径规划模块用于通过所述云平台模块根据所述当前位置信息、所述目的地信息和所述途经地信息规划出第一总路径；
[0036]所述路径划分模块用于根据所述途经地信息的拐点位置将所述第一总路径划分为N个子路径；
[0037]所述子路径计算模块用于根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，1≤i≤N；
[0038]所述通信模块用于将所述第一总路径和所述第i个子路径的飞行参数发送到第j个无人机上；
[0039]所述执行模块用于根据所述飞行参数在所述第i个子路径中执行飞行操作。
[0040]本专利技术的有益效果是：通过提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块，根据上述信息规划出第一总路径，并将第一总路径划分为N个子路径，根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，无人机根据飞行参数执行飞行操作。实现了，在遇到复杂路况的情况下，无人机能够尽可能的沿目标曲线飞行轨迹匀速飞行，减少了无人机飞行速度的变化频率，进而减少了飞行时间，提高了工作效率和无人机飞行的稳定性。
[0041]同时，还实现了无人机轨迹规划和无人机的分离，将无人机轨迹规划交由云平台模块进行处理，大大减轻了无人机自身的计算和存储能力负担。
[0042]进一步地，还包括：云平台搭建模块，用于根据历史无人机飞行轨迹进行分段，将分段后的飞行轨迹建立轨迹库；
[0043]根据环境场景搭建三维空间模型结合预设轨迹规划算法完成所述云平台模块的搭建。
[0044]采用上述进一步方案的有益效果是：通过本方案实现轨迹的实时查询和调取，在轨迹库中没有相应的现有轨迹可调取，则通过三维空间模型结合预设轨迹规划算法实时根据无人机的请求计算最优轨迹。
[0045]进一步地，所述子路径计算模块具体用于获取所述第i个子路径与相邻路径的路径夹角；
[0046]采集无人机的螺旋桨拉力阈值，以及当无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向的倾斜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机的路径规划方法，其特征在于，包括：S1，提取第j个无人机的当前位置信息、目的地信息和途经地信息到云平台模块，其中，j≥1；S2，通过所述云平台模块根据所述当前位置信息、所述目的地信息和所述途经地信息规划出第一总路径；S3，根据所述途经地信息的拐点位置将所述第一总路径划分为N个子路径；S4，根据第i个拐点位置的夹角以及无人机的自身飞行属性计算出第i个子路径的飞行参数，1≤i≤N；S5，将所述第一总路径和所述第i个子路径的飞行参数发送到第j个无人机上；S6，根据所述飞行参数在所述第i个子路径中执行飞行操作。2.根据权利要求1所述的一种无人机的路径规划方法，其特征在于，还包括：根据历史无人机飞行轨迹进行分段，将分段后的飞行轨迹建立轨迹库；根据环境场景搭建三维空间模型结合预设轨迹规划算法完成所述云平台模块的搭建。3.根据权利要求1所述的一种无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S4具体包括：获取所述第i个子路径与相邻路径的路径夹角；采集无人机的螺旋桨拉力阈值，以及当无人机倾斜飞行时机身轴线与竖直方向的倾斜角阈值；根据所述倾斜角阈值、所述螺旋桨拉力阈值和飞行速度，结合所述路径夹角计算出目标转弯半径；按照所述目标转弯半径生成所述第i个子路径的飞行参数。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种无人机的路径规划方法，其特征在于，所述S6之前还包括：将所述第i个子路径与第i
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1个子路径和第i+1个子路径分别进行链式组合；当N个子路径组合完成，获得第二总路径及所述第二总路径的飞行参数，其中，N≥1。5.根据权利要求1
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3任一项所述的一种无人机的路径规划方法，其特征在于，还包括：在多个无人机同时向云平台模块发送路径规划请求时，根据每个无人机路径规划请求，执行S1
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S5的步骤。6.一种无人机的路径规划系统，其特征在于，包括：信息提取模块、总路径规划模块、路径划分模块、子路径计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳焕印，叶虎平，于艳梅，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：