CN109782805A - 激光雷达无人机规划航线的方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光雷达无人机规划航线的方法，通过获取待规划区域的位置范围，并根据航线设置参数生成待规划区域的航线，然后在航线的开始位置自动添加包含W型或M型子航线的前端航线，在航线的结束位置自动添加与航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线，在规划航线阶段就考虑到激光雷达的特殊性，添加特定的前端和尾端航线，生成完整的激光雷达航线，具有针对性，会提高拍照效果，避免了人工手动添加导致的耗时久，误差大的缺陷，提高了飞机的测绘效率和质量，提高了无人机的利用率以及建模的准确度，最终提高无人机的通勤效率，本发明可广泛应用于激光雷达无人机航线规划领域。
Description
技术领域
本发明涉及无人机航线规划领域，尤其是一种激光雷达无人机规划航线的方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
近年来，随着无人机产品的广泛推广，无人机的导航技术有了较大的发展，伴随着电子学和远程通信的进步，实现了远距离无线导航系统，例如相控阵雷达和GPS等技术，但大部分导航技术只适用于室外空旷的场地，无法适用于低空复杂环境，因此激光雷达在无人机领域应用越来越广泛，航线规划是指在特定约束条件下，寻找一系列航点，最后形成一条从起飞点到终点的飞行路径，是无人机程控飞行的重要组成部分，也是无人机作业前飞行准备的关键一环，而激光雷达使用时，由于启动激光雷达后需要唤醒惯导，即需要达到8米每秒触发的机制，因此需要在航线前端进行一段飞行来唤醒惯导，现有技术中，通常是在生成航线后，手动在航线首尾添加用于惯导的飞行航线，这样造成飞行过程更复杂，耗时更多，因此提出一种自动添加用于惯导的首尾航线是很有必要的。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的是提供一种自动添加激光雷达航线的首尾航线的方法、装置、设备和存储介质。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种激光雷达无人机规划航线的方法，包括步骤：
S1：获取待规划区域的位置范围；
S2：根据航线设置参数生成所述待规划区域的航线；
S3：在所述航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线；
S4：在所述航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
进一步地，所述前端航线包括至少四段依次首尾相连的子航线，所述子航线分别为第一子航线、第二子航线、第三子航线和第四子航线，具体的所述第一子航线的起点为无人机的起飞位置，所述第四子航线的终点为所述待规划区域的航线的起点。
进一步地，所述第一子航线、第二子航线、第三子航线和第四子航线构成所述W型子航线。
进一步地，所述W型子航线中，第一子航线和第二子航线构成第一角度，第二子航线和第三子航线构成第二角度，第三子航线和第四子航线构成第三角度，所述第一角度、第二角度和第三角度均为锐角。
进一步地，所述W型子航线还可以为M型子航线。
第二方面，本发明还提供一种激光雷达无人机规划航线的装置，包括：
获取规划区域模块：用于获取待规划区域的位置范围；
规划航线模块：用于根据航线设置参数生成所述待规划区域的航线；
添加前端航线模块：用于在所述航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线；
添加尾端航线模块：用于在所述航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
第三方面，本发明提供一种激光雷达无人机规划航线的控制设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面任一项所述的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面任一项所述的方法。
本发明的有益效果是：
本发明通过获取待规划区域的位置范围，并根据航线设置参数生成待规划区域的航线，然后在航线的开始位置自动添加包含W型或M型子航线的前端航线，在航线的结束位置自动添加与航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线，在规划航线阶段就考虑到激光雷达的特殊性，添加特定的前端和尾端航线，生成完整的激光雷达航线，具有针对性，会提高拍照效果，避免了人工手动添加导致的耗时久，误差大的缺陷，提高了飞机的测绘效率和质量，提高了无人机的利用率以及建模的准确度，最终提高无人机的通勤效率。
本发明可广泛应用于激光雷达无人机航线规划领域。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的激光雷达无人机规划航线方法的实现流程图；
图2是本发明一种实施方式的前端和尾端航线的示意图；
图3是本发明一种实施方式的前端航线的另一种情况示意图；
图4是本发明一种实施方式的前端航线的又一种情况示意图；
图5是本发明一种实施方式的激光雷达无人机规划航线的装置的结构框图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一：
由于激光雷达的特殊工作机制，启动时需要达到8米每秒才能触发，本发明实施例一提供一种激光雷达无人机规划航线的方法，首先将飞机挂载相机类别设置为激光雷达，设置飞行参数用于规划航线，即确定航向间距和拍照间距，然后生成带规划区域的航线，再在已有航线的基础上添加激活激光雷达惯导的前端航线和尾端航线。图1为本发明实施例提供的一种激光雷达无人机规划航线方法的实现流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
S1：获取待规划区域的位置范围，S2：根据航线设置参数生成待规划区域的航线，S3：添加前端航线，具体为：在航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线，S4：添加尾端航线：具体为：在航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
步骤S2中，具体的规划航线过程如下：由于航线规划主要是通过确定航点，连接航点组成对应的航线，而航点与航线间距有关，因此需要确定航线间距，为了便于拍摄图片的后期处理，无人机在拍摄时一般都要求等距拍照，所以也需要提前规划好无人机的拍照间距，下面介绍航线间隔与拍照间距。
航线间距指两条相邻航线之间的距离，根据预设参数决定。
航线间距的计算公式为：
d＝(1-p)*(h*wCCD)/J (1)
其中，d表示航线间距，p表示旁向重叠率，h表示飞行高度，wCCD表示挂载相机传感器尺寸宽度，J表示镜头焦距。
拍照间距的计算公式为：
Pd＝(1-hp)*(h*hCCD)/J (2)
其中，Pd表示拍照间距，hp表示航向重叠率，h表示飞行高度，hCCD表示挂载相机传感器尺寸长度，J表示镜头焦距。
把规划航线的区域显示在地图上，将经纬度转换成麦卡托坐标下的数据，根据航线间距和拍照间距生产麦卡托坐标下的航线，再将麦卡托下的航点转换成WGS84经纬度下的航点，把生成的航点连接成航线，再在已有航线的基础上添加激活激光雷达惯导的前端航线和结束激光雷达的尾端航线，并根据总航程和拍照间距，计算出照片的总张数，提示给用户。
步骤S3中，如图2所示，为本实施例的前端和尾端航线的示意图，图中可见，待规划区域6的规划航线由图中的虚线航线组成，前端航线和尾端航线均为实线表示，其中前端航线包括四段依次首尾相连的子航线，子航线分别为第一子航线1、第二子航线2、第三子航线3和第四子航线4，具体的第一子航线1的起点为无人机的起飞位置，第四子航线4的终点为待规划区域的航线的起点。
并且图中示出了第一子航线1、第二子航线2、第三子航线3和第四子航线4构成W型子航线，其中W型子航线中，第一子航线1和第二子航线2构成第一角度，第二子航线2和第三子航线3构成第二角度，第三子航线3和第四子航线4构成第三角度，第一角度、第二角度和第三角度均为锐角。
还包括尾端航线，具体指：添加一段跟待规划区域1的航线结束时对应的最后一段航线垂直的尾端航线，即图中的尾端航线5。
如图3所示，为本实施例的前端航线的另一种情况示意图，图中示出了在W型子航线首尾添加前后各一条用于连接的子航线，前端连接子航线7和尾端连接子航线8，对应的待规划区域航线9的起点与尾端连接子航线8的终点相连，连接子航线的角度和条数不做限定。
如图4所示，为本实施例的前端航线的又一种情况示意图，图中W型子航线还可以为M型子航线，即子航线角度方向做改变，图中第一子航线1、第二子航线2、第三子航线3和第四子航线4改变角度后呈M型，不管是M型还是W型，其本质上都是为了达到激光雷达惯导的触发机制而添加的。
实施例二：
如图5所示，为本实施例的激光雷达无人机规划航线的装置的结构框图，包括：
获取规划区域模块：用于获取待规划区域的位置范围；规划航线模块：用于根据航线设置参数生成待规划区域的航线；添加前端航线模块：用于在航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线；添加尾端航线模块：用于在航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
另外，本发明还提供一种激光雷达无人机规划航线的控制设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被上述至少一个处理器执行的指令，指令被上述至少一个处理器执行，以使上述至少一个处理器能够执行如实施例一所述的方法。
另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，其中计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的方法。
本发明通过获取待规划区域的位置范围，并根据航线设置参数生成待规划区域的航线，然后在航线的开始位置自动添加包含W型或M型子航线的前端航线，在航线的结束位置自动添加与航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线，在规划航线阶段就考虑到激光雷达的特殊性，添加特定的前端和尾端航线，生成完整的激光雷达航线，具有针对性，会提高拍照效果，避免了人工手动添加导致的耗时久，误差大的缺陷，提高了飞机的测绘效率和质量，提高了无人机的利用率以及建模的准确度，最终提高无人机的通勤效率，本发明可广泛应用于激光雷达无人机航线规划领域。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种激光雷达无人机规划航线的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：获取待规划区域的位置范围；
S2：根据航线设置参数生成所述待规划区域的航线；
S3：在所述航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线；
S4：在所述航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达无人机规划航线的方法，其特征在于，所述前端航线包括至少四段依次首尾相连的子航线，所述子航线分别为第一子航线、第二子航线、第三子航线和第四子航线，具体的所述第一子航线的起点为无人机的起飞位置，所述第四子航线的终点为所述待规划区域的航线的起点。
3.根据权利要求2所述的一种激光雷达无人机规划航线的方法，其特征在于，所述第一子航线、第二子航线、第三子航线和第四子航线构成所述W型子航线。
4.根据权利要求3所述的一种激光雷达无人机规划航线的方法，其特征在于，所述W型子航线中，第一子航线和第二子航线构成第一角度，第二子航线和第三子航线构成第二角度，第三子航线和第四子航线构成第三角度，所述第一角度、第二角度和第三角度均为锐角。
5.根据权利要求4所述的一种激光雷达无人机规划航线的方法，其特征在于，所述W型子航线还可以为M型子航线。
6.一种激光雷达无人机规划航线的装置，其特征在于，包括：
获取规划区域模块：用于获取待规划区域的位置范围；
规划航线模块：用于根据航线设置参数生成所述待规划区域的航线；
添加前端航线模块：用于在所述航线的开始位置自动添加包含W型子航线的前端航线；
添加尾端航线模块：用于在所述航线的结束位置自动添加与所述航线结束位置的最后一段航线垂直的尾端航线。
7.一种激光雷达无人机规划航线的控制设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5任一项所述的方法。
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存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至5任一项所述的方法。
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