[发明专利]一种无人机飞行路径生成方法及系统

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1.一种无人机飞行路径生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，无人机开始上升，直至上升至第一定位坐标；

S200，无人机通过以LiDAR获取到的点云数据得到全节点集合；

S300，对全节点集合进行划分得到多个局部节点集合；

S400，在多个局部节点集合中计算筛选出多个中心点，并根据各个中心点计算中心点之间的连接序列；

S500，无人机按连接序列进行飞行移动；

其中，在S100中，无人机开始上升，直至上升至第一定位坐标的方法为：无人机到达目标建筑物的位置后，从地面开始上升，同时以LiDAR获取目标建筑物的点云数据中的各个点的集合作为集合Pset，当无人机在匀速上升的过程中若集合Pset中采集到元素的数量不增加的时候，定义该时刻无人机通过卫星定位获取的经度、维度、高程的三维坐标为第一定位坐标，无人机在第一定位坐标停止上升；

其中，在S200中，无人机通过以LiDAR获取到的点云数据得到全节点集合的方法为：无人机在停止上升后，将Pset中的元素清空，并重新以LiDAR获取目标建筑物的点云数据中的各个点加入集合Pset，记集合Pset中元素的总数为n、元素的序号以变量i表示，i∈[1,n]，集合Pset中序号为i的元素为Loc_i，集合Pset中序号为i的元素的三维坐标为(a_i,b_i,c_i)，Loc_i=(a_i,b_i,c_i)，根据第一定位坐标记为Loc_be，记Loc_be通过卫星定位获得的经度、维度、高程的三维坐标为(a,b,c)，集合Pset即为全节点集合；

其中，在S300中，对全节点集合进行划分得到多个局部节点集合的方法为：

对全节点集合Pset进行划分的程序的具体过程如下：

S301，开始程序；创建一个字典记为Tmap，所述字典指数据结构中元素的集合，所述字典包括多个键值对，所述键值对由一个键记作key和一个值记作value构成；令字典Tmap为空；转到S302；

S302，创建数组Darr，令数组Darr为空；创建数组Dset，令数组Dset为空，数组Dset具有有序性；转到S303；

S303，令i的数值为1；转到S304；

S304，在字典Tmap中创建一个以序号i为key的键记作key(i)，且设置该键key(i)对应的值为一个空数组记作value(i)；在字典Tmap中将一个键key(i)对应一个值即为数组value(i)记作Tmap的一个键值对记作key(i),value(i)，记Tmap中序号i的键值对为Tmap(i)，有Tmap(i)=key(i),value(i)，则有value(i)的数组长度为n-1；转到S305；

S305，将键值对Tmap(i)在其value(i)数组中加入Pset中的每一个元素的序号，然后在value(i)数组中删除序号i；转到S3060；

S3060，获取集合Pset中序号为i的点记为Loc_i，有Loc_i =(a_i,b_i,c_i)；创建空数组darr；转到S3061；

S3061，设置变量j，令j的数值为1；设置变量m，令m的数值为value(i)数组中元素的数量；转到S3062；

S3062，获取value(i)数组中第j个元素记为v；转到S3063；

S3063，根据v，获取集合Pset中序号为v的点记为Loc_v，有Loc_v =(a_v,b_v,c_v)；转到S3064；

S3064，计算Loc_i的三维坐标与Loc_v的三维坐标之间的欧氏距离记为d(i,v)；将d(i,v)加入数组darr中；转到S3065；

S3065，判断数组darr中元素的数量是否大于或等于value(i)数组中元素的数量，若是则将数组darr加入数组Dset中作为数组Dset中的第i个元素并转到S3067，若否则转到S3066；

S3066，令j的数值增加1；转到S3062；

S3067，计算获取darr数组中元素的算术平均数记为darr_avg;将darr_avg加入数组Darr中；转到S307；

S307，判断数组Darr中元素的数量是否大于或等于n，若是则转到S3072，若否则转到S3071；

S3071，令i的数值增加1；转到S304；

S3072，计算获取Darr数组中元素的算术平均数记为d_avg;将d_avg存储至常量池；转到S3080；

S3080, 令i的数值为1；转到S3081；

S3081，通过i获取Tmap(i)进而获取数组value(i)；通过i获取数组Dset中的第i个元素记作数组Dset(i)；转到S3082；

S3082，将数组value(i)中的各个元素对应数组Dset(i)中的同样序号的元素；转到S3083；

S3083，在常量池中调用d_avg；计算筛选出在数组Dset(i)中数值大于d_avg的所有元素的序号作为筛选集合；转到S3084；

S3084，获取在Tmap(i)的数组value(i)中序号存在于筛选集合中的所有元素作为无关元素集合，在Tmap中序号i的键值对的数组value(i)中进行删除无关元素集合中的元素；转到S3085；

S3085，判断i的数值是否大于或等于n，若是则转到S3086，若否则转到S3087；

S3086，输出Tmap；结束程序；

所得的字典Tmap中的各键值对应表示Pset的各点，字典Tmap中的序号为i的键值对Tmap(i)对应Pset中序号为i的点，Tmap(i)的数组value(i)的元素为Pset中的点的序号，Tmap(i)的数组value(i)中的各个元素表示在Pset中与Loc_i存在连接的可能性的各个点，字典Tmap中的序号为i的键值对Tmap(i)的数组value(i)即为一个局部节点集合，字典Tmap中即含有多个局部节点集合；

其中，在S400中，在多个局部节点集合中计算筛选出多个中心点，并根据各个中心点计算中心点之间的连接序列的方法为：计算Pset各个点的中心度，根据点Pset(i)在字典Tmap中的对应的键值对Tmap(i)，获取键值对Tmap(i)中数组value(i)中的元素，若数组value(i)不为空，则以变量h表示数组value(i)中的元素，h∈value(i),变量k表示数组value(i)中的元素的数量，则集合Pset中序号为h的点为Loc_h，点Loc_h的三维坐标为Loc_h=(a_h,b_h,c_h)，a_h、b_h、c_h分别为Pset中序号为h的点Loc_h三维坐标的三个维度上的数值，有Pset中序号为i的点Loc_i的中心度记为cord(i)，当满足数组value(i)不为空时，根据Loc_i及键值对Tmap(i)中数组value(i)中的元素以计算Loc_i的中心度cord(i)的公式为：

由此筛选出集合Pset中所有的满足其序号i在字典Tmap中对应键值对Tmap(i)中数组value(i)不为空的点的集合作为集合Fset；

令集合Fset中元素的数量记为el，集合Fset中元素的序号为变量f， f∈[1,el]，有Fset中序号为f的点为Loc_f, 点Loc_f的中心度记为cord(f),函数log()为以2为底的对数函数，函数exp()为以自然数e为底的指数函数，记中心度阈值为λ，计算中心度阈值λ的公式为：

将集合Fset中的满足约束条件cord(f)≧λ的点记为中心点，记各中心点组成的集合为Pinset，记Pinset中的各中心点的中心度组成的集合作为Corset，集合Pinset和集合Corset的元素相互对应，根据集合Corset的元素的数值大小按数值从大到小的顺序对集合Pinset中对应的各中心点进行搜索并排序，排序所得的集合Pinset中的各中心点的序列即为连接序列Pseq。