[发明专利]一种基于地形梯度二值化的直升机航迹规划地图处理方法

权利要求书

1.一种基于地形梯度二值化的直升机航迹规划地图处理方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一，提取数字高程地图中的高程数据和地图参数，根据地图参数确定地图精度值k；

k＝l·cos(27.5)

所述的地图参数包括经度、纬度和地图栅格数量；

其中：

l表示单个栅格的纬度方向的实际距离为

x表示单位经度或者单位纬度的栅格数；

m表示地图包含的经度或者纬度的数量；

步骤二，设定直升机输入航点的步长、直升机飞行的安全距离、直升机性能参数和任务约束下的飞机参数；

所述的直升机性能参数包括直升机巡航状态下的前飞速度最大值为V_fmax、任务要求下的前飞速度约束最小值V_fmin、爬升速度最大值V_cmax和任务要求下的爬升速度约束最小值V_cmin；

步骤三，判断地图精度值与直升机输入航点的步长比值大小，对应进行二维三次卷积插值处理或压缩处理，得到高精度的数字高程地图；

步骤四，计算步骤三中的得到的数字高程地图中每个栅格对应位置的四邻域的梯度值，并选取最大地形梯度值；

步骤五，根据最大梯度值和直升机性能参数得到灰度值；

步骤六，对步骤五得到的灰度值结合直升机飞行的安全距离进行二值化处理得到二值图。

2.如权利要求1所述的基于地形梯度二值化的直升机航迹规划地图处理方法，其特征在于，所述的判断地图精度值与直升机输入航点的步长比值大小，进行二维三次卷积插值处理或压缩处理得到高精度的数字高程地图具体包括以下内容：

若地图精度值与直升机输入航点步长的比值大于1.2倍，则对高程数据进行压缩处理，得到新的高程数据M₁，进而得到高精度的数字高程地图N₁；若地图精度值与直升机输入航点步长的比值小于0.8倍，则对高程数据进行二维三次卷积插值处理，得到新的高程数据M₂，进而得到高精度的数字高程地图N₂，若地图精度值与直升机输入航点步长的比值在0.8～1.2内，进入步骤四。

3.如权利要求1所述的基于地形梯度二值化的直升机航迹规划地图处理方法，其特征在于，步骤四中，所述的计算步骤三中的得到的数字高程地图中每个栅格对应位置的四邻域的梯度值，并选取最大地形梯度值具体包括以下步骤：

步骤4.1，采用下面公式计算栅格纬度方向的地形梯度值θ_a、θ_b；

其中：

h表示当前栅格的高程数据；

h₁、h₂分别表示四邻域中纬度方向两个栅格的高程数据；

m表示纬度方向相邻栅格中心之间的实际距离；

步骤4.2，同理可得栅格经度方向的地形梯度值为：

其中：

h₃、h₄表示四邻域中经度方向两个栅格的高程数据；

n表示经度方向相邻栅格中心之间的实际距离；

步骤4.4，根据地形梯度值θ_a、θ_b、θ_c、θ_d确定栅格的最大地形梯度值θ；

θ＝max{θ_a,θ_b,θ_c,θ_d}。