申请/专利权人：中交一公局第七工程有限公司

申请日：2023-04-28

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN116449859B

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2023.08.04#实质审查的生效;2023.07.18#公开

摘要：本发明属于复杂山区便道规划技术领域，尤其涉及一种基于无人机技术的复杂山区便道规划方法及系统，方法包括：获取复杂山区卫星图，并根据预设的点位布设规划在卫星图中进行点位模拟布设，生成点位布设文件；将点位布设文件导入无人机自动控制系统中，经预处理后生成无人机飞行航线；使用无人机根据飞行航线执行对应的飞行任务，生成飞行数据，并将飞行数据传输至数据中台；数据中台对飞行数据进行数据整理和正射数据处理后，输出便道规划成果数据；将便道规划成果数据导入三维软件中进行处理和分析，生成便道路线模型。本发明能够解决现有的复杂山区便道规划存在修筑后不能达到预期效果的问题。

主权项：1.一种基于无人机技术的复杂山区便道规划方法，其特征在于：包括：获取复杂山区卫星图，并根据预设的点位布设规划在卫星图中进行点位模拟布设，生成点位布设文件；将点位布设文件导入无人机自动控制系统中，经预处理后生成无人机飞行航线；使用无人机根据飞行航线执行对应的飞行任务，生成飞行数据，并将飞行数据传输至数据中台；数据中台对飞行数据进行数据整理和正射数据处理后，输出便道规划成果数据；将便道规划成果数据导入三维软件中进行处理和分析，生成便道路线模型；所述获取复杂山区卫星图，并根据预设的点位布设规划在卫星图中进行点位模拟布设，生成点位布设文件具体为：根据获取的复杂山区卫星图判断便道规划所在区域形状；区域形状包括规则地形和不规则地形；若判断的区域形状为规则地形，则布设至少5个点位在规则图形四周和中间；若判断区域形状为不规则地形，则无特殊形状进行均匀点位布设，针对带状地形，则沿垂直于带状地形两边均匀布设两个点位，带状区域的中间布设一个点位；所述获取复杂山区卫星图，并根据预设的点位布设规划在卫星图中进行点位模拟布设，生成点位布设文件还包括：第一便道方案生成步骤：根据当前的卫星图，基于便道起点和便道终点，生成若干个便道布点；截取卫星图中便道规划区域，从历史数据库中调取与该便道规划区域相识度最高的历史三维实景模型所对应的历史最优便道，并依据该历史最优便道，对截取的卫星图中便道规划区域进行套用，并依据该历史最优便道，将其中涉及的便道布点进行连接，生成第一便道方案；便道初始种群生成步骤：根据便道起点和便道终点，确定便道起点到便道终点所对应的便道方向，生成对应的第一方向；获取截取的卫星图中便道规划区域中的已有道路信息，并识别出已有道路信息所对应的第二方向，并筛选出第二方向与第一方向之间的方向差值小于等于预设方向差值的已有道路信息；根据筛选出来的已有道路信息，识别出距离该已有道路信息最近的两个便道布点，并将其与该已有道路信息进行绑定，生成对应的绑定布点；根据绑定布点以及剩余的便道布点，随机产生规模为N的初始种群，所述初始种群的个体为便道起点到便道终点所经过的便道布点和绑定布点所对应的施工路径；便道随机种群生成步骤：根据所有的便道布点，随机产生规模为N的随机种群，所述随机种群的个体为便道起点到便道终点所经过的便道布点所对应的施工路径；种群集成步骤：将第一便道方案所对应的施工路径、初始种群以及随机种群进行集成，生成规模为2N+1的初始集成种群；筛选计算步骤：通过约束条件对初始集成种群的个体进行判断筛选，所述约束条件包括施工总最大费用约束条件以及施工最大危险度约束条件；若满足约束条件，则对应的施工路径为可行解，若不满足，则为不可行解；对筛选后的种群进行适应度计算，在本实施例中，适应度计算包括第一适应度计算和第二适应度计算，第一适应度计算具体为： 其中，D1为初始集成种群中便道施工距离总和，所述Xi为便道布点i到便道布点i-1的距离，f1为第一适应度；第二适应度计算具体为： f2＝D2其中，D2为初始集成种群中各个个体的通畅度总和，所述Yj为便道布点j到便道布点j-1的通畅度，f2为第二适应度；成果选取步骤：在第一预设迭代次数内，根据预设的权重比，计算出第一适应度和第二适应度与其所对应的权重比的总和，并根据该总和计算出对应的适用度平均值，选取出适用度平均值小于或者等于第一阈值的种群；超出第一预设迭代次数时，根据超出次数的大小，对第二适应度所对应的权重比进行动态增加，然后计算出第一适应度和第二适应度与其所对应的权重比的总和，选取出总和大于或者等于第二阈值的种群；对选择的种群通过遗传算法的杂交、变异得到子代种群，在得到子代种群之后，继续执行适应度计算，直到满足预设迭代数量，然后输出子代种群作为多目标优化的最优解集合，对业务集合的施工方案进行优化，得到最优的便道规划方案。

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