申请/专利权人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所

申请日：2021-10-20

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114020009B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.02.25#实质审查的生效;2022.02.08#公开

摘要：本发明提供了一种小型固定翼无人机地形突防规划方法，基于数字地图的高程数据，构建与无人机机动性能相匹配的地形威胁模型；采用基于A*算法改进的航路规划方法，生成初始航路；为提升航路可飞行，删除冗余航点，生成优化航路。本发明能够在复杂地形环境下使用，生成的航路飞行效率高、安全性好，工程化程度高，能够有力支撑无人机小型固定翼无人机完成地形突防。本发明在构建地形威胁模型的基础上，采用改进的A*算法生成航路并进行优化，以提升地形突防的飞行效率和安全性。

主权项：1.一种小型固定翼无人机地形突防规划方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一基于数字地图的高程数据，构建与无人机机动性能相匹配的地形威胁模型；突防区域的数字地图的高程数据的行数为nrow，列数为ncol，每个高程数据点内容包括坐标u,v和高度Hu,v，其中u为行坐标，1≤u≤nrow；v为列坐标，1≤v≤ncol，高程数据行之间的距离为tV，列之间的距离为tH；小型固定翼无人机飞行高度为H0，进行地形突防的起始点坐标为uS,vS，终点坐标为uE,vE，可用最小转弯半径为R；每个高程点对应一个威胁栅格点，一个威胁栅格点包括坐标u,v和威胁度Tu,v，威胁栅格的坐标与高程数据一致，根据每个高程数据点的高度Hu,v生成威胁度Tu,v；步骤二考虑飞行效率和安全性，采用基于A*算法改进的航路规划方法，生成初始航路；每个威胁栅格点对应一个规划栅格点，一个规划栅格点内容包括坐标u,v、父栅格坐标uP,vP、历史代价gu,v、预估代价hu,v、在开集标志在闭集标志和综合代价fu,v；其中，规划栅格点的坐标u,v与威胁栅格点一致；父栅格坐标uP,vP为到该规划栅格点的前一个规划栅格点的坐标；历史代价gu,v是指从起始点uS,vS到该规划栅格点的代价；预估代价hu,v是指从该规划栅格点到终点uE,vE的可能代价；在开集标志指示着该规划栅格点是否在待选的航路点集合内，表示该规划栅格点在待选的航路点集合内，表示该规划栅格点不在待选的航路点集合内；在闭集标志指示着该规划栅格点是否已被确认为是航路点或不是航路点，表示该规划栅格点已被确认为是航路点或不是航路点，表示该规划栅格点未被确认为是航路点或不是航路点；综合代价fu,v为历史代价gu,v与预估代价hu,v之和，即：fu,v＝gu,v+hu,v4步骤三优化航路生成生成的初始航路需要进行裁剪优化，裁剪优化的步骤如下：设初始航路上任意两个航路点的规划栅格点坐标分别为两点之间连线的距离为dp,q，dp,q按式13计算： 离散化这两点之间连线，离散化步长设为τ；τ＝mintH,tV14离散化段数设为nd，按式15计算获得：nd＝ceildp,qτ15设离散化的第δ段右端点的规划栅格点坐标为按式16计算获得： 设规划栅格点对应的威胁度为如果则认为与的连线穿过了威胁；如果第1、2、…、nd-1段右端点的威胁度均等于0，则认为与的连线未穿过威胁；将起始点uS,vS设为优化航路的第一个点，终点uE,vE为优化航路的最后一个点；使用两重循环方式检查初始航路的其他点；两重循环的变量均为初始航路的序列号m1≤m≤nh；为便于区分，设第一重循环的变量为mo，初始值设置为1；设第二重循环的变量为ms，初始值设置为nh；两重循环完成后，即可得到优化航路；优化航路的航点数目为nz，优化航路中的规划栅格点坐标表示为其中1≤β≤nz；优化航路为该方法的最终计算结果，将优化航路中的每个规划栅格点对应的经度、纬度发送到无人机飞行控制系统中，无人机即可按照优化航路进行地形突防。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种小型固定翼无人机地形突防规划方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD