一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法技术

本发明专利技术涉及低空空域作业技术领域，具体为一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法。包括空域航线管理、区域限制数据、城市模型数据库；空域航线管理包括计划航线输入、航线计算、航线距离估算、航线直线距离、航线覆盖区域、区域对比、区域规避、航线改线、航线确认、航线修改；城市模型数据库包括模型数据录入、数据审核、原始数据比对、数据覆盖、数据备份、数据初始化；区域限制数据包括城市限高数据、平面限制数据。本发明专利技术的目的在于提供一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其具有对无人机自身的航线计算方式，以此提高对无人机所在位置以及后期运行轨迹数据的精确程度。的精确程度。的精确程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法


[0001]本专利技术涉及低空空域作业
，具体为一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，社会各行业对高分辨率遥感影像与基础地理信息的需求越来越迫切，无人机空域管理是指为统一规划，合理、充分、有效的利用空域的管理工作；根据可承受性、任务需求和应用领域的不同，无人机具有不同的装备和能力；为了保障这些不同种类的无人机在低空域与通用航空器等实现安全飞行，必须建立科学的空中交通管理机制，施行无人机空域管理，在不断经历着迅速变化的城市中，除了提供物流解决方案，无人机还可以为城市规划、建设和管理提供多方面的基础地理信息，诸如城市道路桥梁建设、交通巡逻等等，当我们在进行城市规划的时候，往往需要更为详细的城市土地利用信息，如果人工勘查，工作量非常庞大，而这些有关城市居住用地、道路交通、公共建筑等方面的信息从无人机航摄影像上就可以清晰地判读提取。
[0003]但是现有的空域管理方式大多采用一刀切的方式，其在统一的禁飞区域一律不允许航线规划，大大减少了城市的低空飞行空间，并且一般的无人机对于航线的规划比较直接，均采用绕过密集禁飞区域的方式，使无人机的使用航线变得单一，不能很好满足人们的使用需求等缺点。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其具有对无人机自身的航线计算方式，以此提高对无人机所在位置以及后期运行轨迹数据的精确程度，提高无人机的初始运行轨迹与原始数据库中的城市禁飞区进行比对，以及以对无人机的航线进行多重比对审核操作，从而尽可能的表明无人机航线与禁飞区的重叠。
[0006]技术方案
[0007]本专利技术提供一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其包括空域航线管理、区域限制数据、城市模型数据库；
[0008]所述空域航线管理包括计划航线输入、航线计算、航线距离估算、航线直线距离、航线覆盖区域、区域对比、区域规避、航线改线、航线确认、航线修改；
[0009]所述城市模型数据库包括模型数据录入、数据审核、原始数据比对、数据覆盖、数据备份、数据初始化；
[0010]所述区域限制数据包括城市限高数据、平面限制数据；
[0011]所述区域限制数据可以实现空域航线管理和城市模型数据库之间的数据连接。
[0012]优选的，所述步骤1)中超光谱大气成分成像仪对目标工业区高架排放源进行扫
描。
[0013]优选的，所述城市模型数据库包括以下步骤：
[0014]1)使用者需要进行首次的城市模型数据录入操作，以此作为无人机飞行受限的原始数据；
[0015]2)以无人机在飞行过程中主动探测到的原始数据中没有标记的建筑物为基础，在机载平台上构建动态地图，定义具有最小风险W的一条路径p为帕累托最优路径；
[0016]3)基于离线数据检索与在线数据检索联合求解，获取最优路径；
[0017]4)根据无人机的起点、终点和飞行速度，采用离线数据检索为无人机离线规划一条从起点到终点的最优路径；
[0018]5)随后需要对成熟模型数据进行局部审核，避免遗漏的禁飞区或禁飞区域过大的情况；
[0019]6)将修改后的城市数据与原始数据进行比对，由此比对修改调整的范围；
[0020]7)对修改后的城市数据进行备份操作；
[0021]8)在步骤6)确认后进行城市模型数据的覆盖；
[0022]9)覆盖后的数据可以作为区域限制数据的基础数据。
[0023]优选的，将步骤9)中区域限制的基础数据分成城市限高数据和平面限制数据，使城市限高与城市平面区域限制为独立限制单元项。
[0024]优选的，所述步骤1)中原始数据中包括每个建筑的高度和布局，根据建筑布局确定无人机的初始飞行路径区域,并根据A*算法规划出初始飞行路径并进行调节，A*算法公式为：
[0025]f(n)＝g(n)+h(n)
[0026]其中，f(n)是初始状态经过状态n到达目标状态的预计代价；g(n)是从初始状态到状态n的实际代价；h(n)是从状态n到目标状态的最短路径的估计代价；
[0027]调节公式为：
[0028][0029]其中Kp为比例带，T
I
为积分时间，T
D
为微分时间。
[0030]优选的，所述步骤2)中以动态地图表示无人机在飞行过程中探测到的城市模型数据中任意一点的安全参数，定义具有最小风险W的一条路径p为帕累托最优路径：
[0031][0032]其中，α为权重系数，g
j
(p)是路径p的第j个优化目标的总代价，j∈{1,2}，集合P是求解路径规划问题的帕累托路径集合。
[0033]优选的，所述步骤3)中离线搜索采用如下波速函数来计算：
[0034][0035]其中，表示当前无人机的位置，表示处无人机的速度函数，表示地图中无人机在位置处的安全指数，α为权重系数。
[0036]优选的，所述步骤4)中无人机在飞行过程中，当检测到未知障碍物时，采用在线数据检索为无人机在线规划一段变更的航迹，以避开动态障碍物,具体可以采用稀疏A*算法，以障碍物影响的局部航线的两端点为起点和终点，在预设的范围内进行重新规划；其中，在线数据检索在当前搜索点和终点之间的连线与检测到的未知障碍物之间不相交的时候，搜索过程停止。
[0037]优选的，所述步骤4)中无人机在飞行过程中，当检测到未知障碍物时，采用在线数据检索为无人机在线规划一段变更的航迹，以避开动态障碍物,具体可以采用稀疏A*算法，以障碍物影响的局部航线的两端点为起点和终点，在预设的范围内进行重新规划；其中，在线数据检索在当前搜索点和终点之间的连线与检测到的未知障碍物之间不相交的时候，搜索过程停止。
[0038]有益效果
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0040]本专利技术的目的在于提供一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，1、其具有对无人机自身的航线计算方式，以此提高对无人机所在位置以及后期运行轨迹数据的精确程度，提高无人机的初始运行轨迹与原始数据库中的城市禁飞区进行比对，从而得到无人机飞行轨迹的合理性判断，并且根据轨迹判断结果可以对无人机的初始运行轨迹进行修改调节操作，其中城市禁飞区数据库的数据也会根据每次的无人机运行轨迹进行反向修改微调，从而间接的提高了对禁飞区区域划分的精确性。
[0041]2、可以对无人机的航线进行多重比对审核操作，从而尽可能的表明无人机航线与禁飞区的重叠，并且可以直观的观察到重叠区域，以便于使用者对航线进行准确的调整操作。
附图说明
[0042]图1为本专利技术的工作流程示意图。
具体实施方式
[0043]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其特征在于包括：空域航线管理、区域限制数据、城市模型数据库；所述空域航线管理包括计划航线输入、航线计算、航线距离估算、航线直线距离、航线覆盖区域、区域对比、区域规避、航线改线、航线确认、航线修改；所述城市模型数据库包括模型数据录入、数据审核、原始数据比对、数据覆盖、数据备份、数据初始化；所述区域限制数据包括城市限高数据、平面限制数据；所述区域限制数据可以实现空域航线管理和城市模型数据库之间的数据连接。2.根据权利要求1所述的一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其特征在于：所述城市模型数据库包括以下步骤：1)使用者需要进行首次的城市模型数据录入操作，以此作为无人机飞行受限的原始数据；2)以无人机在飞行过程中主动探测到的原始数据中没有标记的建筑物为基础，在机载平台上构建动态地图，定义具有最小风险W的一条路径p为帕累托最优路径；3)基于离线数据检索与在线数据检索联合求解，获取最优路径；4)根据无人机的起点、终点和飞行速度，采用离线数据检索为无人机离线规划一条从起点到终点的最优路径；5)随后需要对成熟模型数据进行局部审核，避免遗漏的禁飞区或禁飞区域过大的情况；6)将修改后的城市数据与原始数据进行比对，由此比对修改调整的范围；7)对修改后的城市数据进行备份操作；8)在步骤6)确认后进行城市模型数据的覆盖；9)覆盖后的数据可以作为区域限制数据的基础数据。3.根据权利要求2所述的一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其特征在于：将步骤9)中区域限制的基础数据分成城市限高数据和平面限制数据，使城市限高与城市平面区域限制为独立限制单元项。4.根据权利要求2所述的一种基于自动审核算法的低空作业空域申请调整方法，其特征在于：所述步骤1)中原始数据中包括每个建筑的高度和布局，根据建筑布局确定无人机的初始飞行路径区域,并根据A*算法规划出初始飞行路径并进行调节，A*算法公式为：f(n)＝g(n)+h(n)其中，f(n)是初始状态经过状态n到达目标状态的预计代价；g(n)是从初始状态到状态n的实际代价；h(n)是从状态n到目标状态的最短路径的估计代价；调节公式为：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱海，
申请(专利权)人：泓识智汇北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：