一种无人机航路规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无人机航路规划方法及装置，方法包括构建无人机航路规划模型，并根据无人机航路规划模型进行实际航路规划。本发明专利技术的航路规划方法是基于无人机机载导航传感器的性能，综合考虑机载导航传感器提供的导航参数的误差以及空域中障碍物覆盖情况，将现有的面向质点的航路规划算法转变为面向导航传感器误差覆盖区域的航路规划，实现无人机在一定安全区域内的动态航路规划。本发明专利技术在导航传感器性能的基础上同时考虑无人机的机动性能，针对无人机的机动性能限制，提供不同机动性能下无人机的个性化航路规划，使不同性能的无人机可以规划出最适合本机的航路，工程适用性及航路安全性大大提高。航路安全性大大提高。航路安全性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机航路规划方法及装置


[0001]本专利技术属于路径规划
，尤其是涉及一种无人机航路规划方法及装置。

技术介绍

[0002]随着无人机的应用越来越广泛，有效的机载端实时航路规划成为无人机的自主飞行及运行安全的关键要素和核心技术。无人机航路规划算法是其中的关键。传统的航路规划算法主要有A*算法、Dijkstra算法、D*算法、人工势场法，基于采样的航路规划算法有PRM算法、RRT算法，智能仿生航路规划算法有神经网络算法、蚁群算法、遗传算法等。
[0003]传统的航路规划算法不考虑无人机导航系统的性能，将无人机看作为一个质栅格进行航路规划，这会造成部分复杂低空空域，如城市峡谷、复杂山区等区域所规划的航路不可行。
[0004]例如，Dijkstra算法：该算法从起点遍历到其他各节栅格计算其距离直到目标节栅格的最短航路。该算法的主要特栅格是确保每一次的迭代航路均是最短的。该算法鲁棒性好但其搜索效率低。再例如A*算法：该算法从起点开始，检查其从起点开始，遍历起点周围邻近的栅格，然后再遍历已经遍历过的栅格邻近的栅格，逐步的向外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机航路规划方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：确定无人机飞行任务的起点和终点经纬度，根据飞行任务所在地区的地形数据库文件构建三维栅格地图；步骤2：根据无人机的飞行高度进行分层航路规划，选择所有低于无人机飞行高度上限的高度作为无人机的可飞行高度，把高于无人机飞行高度上限的栅格设置为障碍物；步骤3：确定无人机的导航系统所提供的导航参数的误差大小以及无人机最大转弯角限制，将导航参数的误差大小转化为地形栅格值；步骤4：进行A*算法搜索，不断搜索前、后、左、右、左斜前、左斜后、右斜前、右斜后的栅格，通过找出寻路消耗代价值最小的栅格作为新的起点再循环的找，直到找到终点，确定下一步可行最优航路；步骤5：将无人机的导航参数的误差大小和无人机最大转弯角限制作为航路搜索的代价函数进行航路搜索；步骤6：无人机根据规划出的航路飞行，导航系统里的导航传感器提供无人机实时经纬度位置，不断更新起点，进行实时路线规划。2.根据权利要求1所述的一种无人机航路规划方法，其特征在于：所述步骤1中具体包括：从无人机机载导航系统输出起点，确定飞行任务终点，利用地形数据库文件，获取飞行任务所在的地区数字化地形数据库，导出高程图，利用编程语言构建三维栅格地图，确定横向边界和纵向边界的大小，再确定横向栅格的间距和纵向栅格的间距。3.根据权利要求1所述的一种无人机航路规划方法，其特征在于：所述步骤3中，将导航参数的误差大小转化为地形栅格值，误差大小为栅格数，并向上取整。4.根据权利要求1所述的一种无人机航路规划方法，其特征在于：所述步骤4中，A*算法的寻路消耗公式为f（寻路消耗）=g（离起点距离）+h（离终点距离）；将用两栅格间的欧式距离作为估计代价h（离终点距离），欧氏距离衡量的是多维空间中两个栅格之间的绝对距离，将曼哈顿距离和无人机转弯角代价，以及导航误差代价作为g（离起点距离）代价值；设计g（离起点距离）函数的表达式为设计g（离起点距离）函数的表达式为为代价权重，且， 为曼哈顿距离，为无人机转弯角代价，为航程代价，为导航误差代价。5.根据权利要求1所述的一种无人机航路规划方法，其特征在于：所述步骤4中，A*算法还包括开启列表和关闭列表，开启列表用来存储考虑行进的栅格的列...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙淑光，朱晓文，刘原驰，栾家成，孙柯，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：