[发明专利]一种无人机航线规划方法、装置及介质

权利要求书

1.一种无人机航线规划方法，其特征在于，包括：

根据无人机航行环境构建三维空间模型；

在所述三维空间模型中设定起始节点和目标节点；

根据高斯采样法，构建以所述起始节点和所述目标节点为基础的路径树；

根据路径树获得从所述起始节点至所述目标节点的三维空间航迹点集；

对所述三维空间航迹点集进行线段拟合操作，获得航线。

2.根据权利要求1所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述无人机航行环境包括障碍物区域和安全区域。

3.根据权利要求2所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述根据高斯采样法，构建以所述起始节点和所述目标节点为基础的路径树，包括：

采样点选取：在安全区域中以所述起始节点构建随机树，通过所述高斯采样法在安全区域中选择随机节点，遍历随机树找到离节点最近的节点；

定长拓展：以动态步长扩展出新的状态点；

碰撞检测：如果在扩展过程中没有发生碰撞，则将添加到随机树中，否则重新产生随机节点；

循环往复所述采样点选取、所述定长拓展及所述碰撞检测过程，直到搜索到所述目标节点所在的区域为止，最后从终点回溯到起点，得到依次连接各个采样节点形成路径树。

4.根据权利要求3所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述动态步长包括：

设定一个无人机与输电线路走廊空间区域三维空间内障碍物之间的最小安全距离为阈值；

当无人机与输电线路走廊空间区域三维空间内障碍物之间距离大于等于阈值，则说明无人机处于自由飞行的安全区域内，随机树选取固定的步长快速地进行空间航迹探索；

当无人机与输电线路走廊空间区域三维空间内障碍物之间距离小于阈值，则说明无人机与输电线路走廊空间区域三维空间内有障碍物，存在风险，此时，动态步长的数学表达式为：

5.根据权利要求1所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述根据路径树获得从所述起始节点至所述目标节点的三维空间航迹点集，包括：

同时从所述路径树头尾两个方向剪枝，去掉无效的采样节点，获得从起始节点至目标节点的三维空间航迹点集。

6.根据权利要求1所述的无人机航线规划方法，其特征在于，所述对所述三维空间航迹点集进行线段拟合操作，获得航线，包括：

用线段拟合的方法依次从所述起始节点连接后续所述三维空间航迹点集内的下一个航迹点；

当无人机遇到输电线路走廊空间内障碍物，则将上一个航迹点保存到航迹点集N1中，同时把该点为父节点开始返回执行线段拟合，直至达到所述目标节点；

计算所述航迹点集N1中路径长度为P1；

用线段拟合的方法依次从所述目标节点反向连接前面的所述三维空间航迹点集内的上一个航迹点；

当无人机遇到输电线路走廊空间内障碍物，则将上一个航迹点保存到航迹点集N2中，同时把该点为父节点开始返回执行线段拟合，直至达到所述起始节点；

计算所述航迹点集N2中路径长度为P2；

比较P1和P2的大小，若P1小于P2，则选择线段拟合后的航迹点集N1作为最终航线；若P1大于等于P2，则选择线段拟合后的航迹点集N2作为最终航线。

7.一种无人机航线规划装置，其特征在于，包括：

第一单元，用于根据无人机航行环境构建三维空间模型；

第二单元，用于在所述三维空间模型中设定起始节点和目标节点；

第三单元，用于根据高斯采样法，构建以所述起始节点和所述目标节点为基础的路径树；

第四单元，用于根据路径树获得从所述起始节点至所述目标节点的三维空间航迹点集；

第五单元，用于对所述三维空间航迹点集进行线段拟合操作，获得航线。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，其中，在所述指令、所述程序、所述代码集或所述指令集运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的无人机航线规划方法。

9.一种计算机装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述处理器执行所述指令、所述程序、所述代码集或所述指令集时实现如权利要求1至6中任意一项所述的无人机航线规划方法。