[发明专利]无人机三维场景路径导航平台及其三维改进路径规划方法

权利要求书

1.一种无人机三维场景路径导航平台，其特征在于，该平台基于Unity3d加载DEM地图数据，进行三维场景的显示；通过VS2010C++编程，实现了基于DEM的三维改进路径规划算法，获取无人机可飞行安全路径，并通过Matlab2012a绘制规划得到的路径并检测规划效果；导入无人机模型，并结合miniAHRS姿态传感器，获取当前无人机导航信息；融合路径规划算法到三维场景中，对无人机飞行状态和避障过程进行实时三维显示；

所述基于DEM的三维改进路径规划算法，具体为：

首先通过基于DEM的改进A*算法获取初始路径，在此基础上考虑无人机的安全性和动力学约束，结合Bresenham直线生成算法对所得到的初步规划路径进行直线化，再对直线化后的路径进行Bézier曲线平滑优化，最终得到满足约束条件的无人机可飞行三维安全路径。

2.根据权利要求1所述的无人机三维场景路径导航平台，其特征在于，所述基于Unity3d加载DEM地图数据，进行三维场景的显示，其中三维场景为DEM添加了相应的地图纹理信息，并具有天空盒子和光照效果。

3.根据权利要求1所述的无人机三维场景路径导航平台，其特征在于，所述miniAHRS姿态传感器包括MPU-6050陀螺仪加速度计、HMC5883磁力计、BPM180气压计模块，通过串口从miniAHRS姿态传感器读取俯仰角、滚转角、航向角的导航信息，对应到飞机模型上，实时显示无人机的飞行状态，并在界面显示导航信息。

4.根据权利要求1所述的无人机三维场景路径导航平台，其特征在于，所述融合路径规划算法到三维场景中，具体为：将改进的基于DEM的改进路径规划算法由.cpp文件转化为动态链接库.dll文件；通过在Unity3d中调用该动态链接库，将改进的A*算法融合到三维场景之中，动态三维显示路径规划和避障过程，并在界面设置地图，展现无人机沿着路径飞行的整体效果。

5.一种基于权利要求1所述无人机三维场景路径导航平台的三维改进路径规划方法，其特征在于，步骤如下：首先通过基于DEM的改进A*算法获取初始路径，在此基础上考虑无人机的安全性和动力学约束；结合Bresenham直线生成算法对所得到的初步规划路径进行直线化；再对直线化后的路径进行Bézier曲线平滑优化，最终得到满足约束条件的无人机可飞行三维安全路径。