CN117193382B - 一种无人机飞行路径确定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于路径确定技术领域,尤其涉及一种无人机飞行路径确定方法,所述方法包括:获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据。本发明通过利用现有数据,即可制定飞行路径,并根据飞行路径上障碍物的环境数据确定切出点,对障碍物进行躲避,还可利用无人机上的双目系统视觉传感器对切出点的位置进行更正,进一步提高无人机的避障能力和飞行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及路径确定技术领域,尤其涉及一种无人机飞行路径确定方法及系统。
背景技术
无人机的飞行路径是根据航飞任务、无人机数量、航飞地理环境信息、航飞天数以及携带荷载类型等信息来确定的,具体来说,无人机的飞行路径规划会受到以下因素的影响:航飞任务:不同的任务类型和目标会影响无人机的飞行路径;无人机数量:如果有多个无人机同时执行任务,那么需要协调它们的飞行路径,以确保相互之间不会发生碰撞;以及航飞地理环境信息、航飞天数和携带荷载类型等。
目前的无人机飞行路径一般通过厂家专业人员对无人机工作区域内进行预飞行,通过人眼观察机载摄像设备,判定障碍物体积,选择规避路线,从而实现对无人机飞行路径的制定;但是在日常使用中,障碍物的环境数据可能会发生改变,这就需要及时对飞行路径进行调整;因此,如何利用无人机上的传感器及时对飞行路径进行调整,是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机飞行路径确定方法,以解决上述背景技术中提出的如何及时对无人机飞行路径进行调整的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;
在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;
识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;
根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;
若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;
若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径;
在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;
确定无人机沿最终路径飞行的偏离值。
进一步的,所述获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图的步骤包括:
根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息;利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能。
进一步的,所述在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径的步骤包括:
确定无人机飞行的源点和目标点;
基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域;
获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像;
在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;
基于连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
进一步的,所述识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行的步骤包括:
获取所述分割图像中直线路径上障碍物的环境数据,并对障碍物的语义信息进行标注;
根据所述标注和技术参数,判断障碍物是否影响飞行。
进一步的,所述若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径的步骤包括:
若障碍物影响无人机飞行,则根据所述标注确定无人机的躲避半径,基于所述躲避半径和技术参数,确定躲避半径上的切出点;
基于所述切出点更新所述直线路径,将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径;
若障碍物不影响无人机飞行,则判断所述直线路径是否超出无人机飞行性能;
如果并未超出,则直接将直线路径作为无人机飞行的最终路径;
如果超出,则在直线路径上增设中转点,并根据所述中转点更新直线路径,再将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径。
进一步的,所述所述在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的障碍物进行成像;所述成像对障碍物环境数据和切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值的步骤包括:
利用无人机上的双目视觉传感器搜寻最终路径上的飞行障碍,并采集所述飞行障碍的深度图像;
基于所述深度图像测量出飞行障碍的环境数据,并与障碍物的环境数据进行比对,确定切出点的动态调整值;
完成对无人机沿最终路径飞行偏离值的校正。
进一步的,所述方法还包括:
获取飞行禁区经纬度数据,并在包含所需语义信息的分割图像中划分禁飞区;
在所述禁飞区预设范围内增设绕飞点,根据直线路径和绕飞点确定绕行禁飞区的航迹片段,组合航迹片段与直线路径,生成无人机飞行的最终路径。
进一步的,所述系统包括:
参数获取模块,用于获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;
路径生成模块,可以在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;
路径确认模块,能够识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径;
路径更正模块,可以在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值。
进一步的,所述参数获取模块包括:
获取单元,可以根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息;
表示单元,能够利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能。
进一步的,所述路径生成模块包括:
划分单元,用于确定无人机飞行的源点和目标点;基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域;
处理单元,可以获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像;
生成单元,能够在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;基于所述连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、通过结合用户设定的源点和目标点,初步生成无人机的飞行路径,并利用现有数据,确定飞行路径上的障碍物,同时利用划分出的切出点,对飞行路径进行调整,避免无人机撞击障碍物,通过利用无人机上的双目视觉传感器对切出点数据进行更新,进一步提高了无人机的安全性,同时也极大地降低了飞行路径的制定门槛,也减少了数据的采集过程中,节约了大量人力物力。
2、通过划分禁飞区和确定绕飞点,从而在保证正常飞行任务的同时,也避免了“黑飞”的出现,降低了无人机的操作门槛,使得无人机的使用更为方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法的流程框图;
图2为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法的第一子流程框图;
图3为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法的第二子流程框图;
图4为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法的第三子流程框图;
图5为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法的第四子流程框图;
图6为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统的组成框图;
图7为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中参数获取模块的组成框图;
图8为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径生成模块的组成框图;
图9为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径确认模块的组成框图;
图10为本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径更正模块的组成框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在实施例1中,图1示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对无人机飞行路径确定方法进行详述,如下:
S100:获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图。
无人机的设计、生产均有着严格的规定,通过查询公开资料、问询无人机厂家,即可获取无人机的技术参数,其中的技术参数除了偏转角、俯仰角和抗风等级等,还包括无人机的续航时间、遥控距离等,通过掌握此类技术参数,可对无人机的飞行能力进行掌握;
利用无人机的操作面板,输入飞行任务的源点和目标点;其中源点为起点和终点,目标点的设置应根据实际使用需求而确定,在某些农业、工业生产中,无需设置目标点,如利用无人机对果园进行撒药,利用无人机对湖面蓝藻繁殖进行监测等,但是在执行某些飞行任务时,则需要设置目标点,如利用无人机进行交通巡逻、堵车疏导时,需要无人机悬停在空中,此时将所需要悬停的位置作为目标点。
S200:在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径。
在确定完源点和目标点后,从地图服务供应商、无人机厂商数据库等获取三维地图信息,将三维地图中将源点和目标点通过直线段连接,无人机将连接后获得的直线段作为直线路径,也就是无人机的初始路径。
S300:识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径。
在三维地图中,找出位于无人机飞行直线路径上的障碍物,再利用现有数据库(其中现有数据库为地形数据、空间信息数据等组成的数据库,此类数据库一般由较为专业的服务商提供,如Open Topography门户网站、地理空间数据云网站和国家地球系统科学数据共享平台等),查询障碍物的环境数据,其中环境数据包括障碍物的体积、高度、电磁情况等,判断出环境数据是否会影响无人机沿着直线路径飞行;
如果障碍物影响无人机飞行,则需要根据障碍物环境数据,确定躲避半径,躲避半径的意思是,在躲避半径内飞行,障碍物可能会影响无人机的正常飞行,但是在躲避半径上或是躲避半径外飞行,障碍物不会对无人机的飞行造成任何影响;
当确定好躲避半径后,在躲避半径上或是躲避半径外确定一个切出点,切出点的设置应满足无人机飞行性能的要求,途径切出点时,不会存在超出无人机飞行性能(如过大或过小的偏转角、俯仰角等)的航段,再重新根据切出点、源点和目标点,重新确定无人机的飞行路径;
如果障碍物不影响飞行,则直接将原先设定好的直线路径作为无人机的最终路径,在完成飞行准备工作后,即可按照最终路径飞行。
S400:在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值。
在无人机飞行过程中,双目视觉传感器可对前方的障碍物进行成像,确定切出点的坐标是否正确,如果切出点的坐标有误,则对坐标进行更正,并计算出无人机途径切出点正确坐标的偏离值。
在实施例2中,图2示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图的步骤进行详述,如下:
S101:根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息。
根据查询到的技术参数和现有的映射关系,此处的映射关系即为技术参数与实际操控间的联系,例如,当某款无人机技术参数中提到,其俯仰角为仰视30°到俯视90°,根据映射关系可以确定,该款无人机在实际操控时,最好控制在仰视25°到俯视80°(此处的映射关系并不唯一);如果仅根据技术参数对无人机进行操控,虽然能发挥无人机的极致性能,但是容易发生意外;所以通过建立映射关系与技术参数二者之间的联系,既可保证无人机的飞行稳定,又能充分发挥无人机性能。
S102:利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能。
根据技术参数和映射关系,确定无人机性能的变化曲线,无人机的性能变化还跟飞行时间、飞行高度等息息相关,根据变化曲线可以辅助确定无人机的最佳飞行高度、速度等,也可避免无人机做出超过其飞行性能的动作。
在实施例3中,图3示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径的步骤进行详述,如下:
S201:确定无人机飞行的源点和目标点;基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域。
接收用户输入的源点和目标点,并根据目标点和源点,确定无人机的飞行区域。
S202:获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像。
获取到飞行区域的三维地图后,对三维地图进行语义分割处理,其中语义分割处理就是将三维地图上与无人机飞行无关的要素去除,如对飞行区域内三维地图中河流信息、路网信息等去除,此类信息并不会影响无人机飞行,但是会增加数据处理的负担,去除后,得到包含有建筑、山川、树木等所需语义的三维地图。
S203:在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;基于连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
在分割后获得的三维地图中,标定源点和目标点,将连接后的直线段作为无人机的直线路径。
在实施例4中,图4示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行的步骤进行详述,如下:
S301:获取所述分割图像中直线路径上障碍物的环境数据,并对障碍物的语义信息进行标注。
在分割后三维地图中,确定无人机的直线路径,并确定直线路径上的障碍物,通过现有数据,查询障碍物的环境数据,并对障碍物进行标注。
S302:根据所述标注和技术参数,判断障碍物是否影响飞行。
根据障碍物的环境数据和无人机飞行性能等,确定障碍物是否影响飞行,其中影响飞行的方式有多种,如飞行路径上横亘有山川、飞行路径位于高压线安全范围内,这些都会对无人机的正常飞行造成影响。
在实施例5中,图4示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对所述若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径的步骤进行详述,如下:
S303:若障碍物影响无人机飞行,则根据所述标注确定无人机的躲避半径,基于所述躲避半径和技术参数,确定躲避半径上的切出点。
如果障碍物影响无人机的飞行,则需要根据标注的障碍物数据,确定障碍物的躲避半径,在此躲避半径上或是躲避半径外,无人机皆可自由飞行,但是由于无人机飞行能力和航线经济性的限制,需要确定最合适的切出点,此切出点既要保证无人机能够轻松抵达,也要尽可能减少无人机能量的损失。
S304:基于所述切出点更新所述直线路径,将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径。
S305:若障碍物不影响无人机飞行,则判断所述直线路径是否超出无人机飞行性能;如果并未超出,则直接将直线路径作为无人机飞行的最终路径;如果超出,则在直线路径上增设中转点,并根据所述中转点更新直线路径,再将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径。
如果障碍物并不影响无人机飞行,则直接判断直线路径是否存在超出无人机飞行性能的航段,如超出无人机爬升能力的迎角;如果直线路径并不存在超过无人机飞行性能的航段,则直接将直线路径作为无人机飞行的最终路径,如果存在超过无人机飞行性能的航段,则在直线路径上增设中转点,此处的中转点也需要满足无人机经济性的要求,中转点确定完成后,再次对无人机飞行的最终路径进行确定。
在实施例5中,图5示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定方法实现流程,以下对所述在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的障碍物进行成像;所述成像对障碍物环境数据和切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值的步骤进行详述,如下:
S401:利用无人机上的双目视觉传感器搜寻最终路径上的飞行障碍,并采集所述飞行障碍的深度图像。
无人机上均会搭载双目视觉传感器,双目视觉传感器可以对最终路径上的障碍物进行成像,通过成像可获取障碍物的环境数据。
S402:基于所述深度图像测量出飞行障碍的环境数据,并与障碍物的环境数据进行比对,确定切出点的动态调整值;完成对无人机沿最终路径飞行偏离值的校正。
利用测得的障碍物的环境数据,对切出点的位置进行调整,再将切出点和最终路径结合,计算出无人机飞行的偏离值。
在实施例6中,与实施例1不同的是,在本发明实施例中,所述方法还包括:
获取飞行禁区经纬度数据,并在包含所需语义信息的分割图像中划分禁飞区;
在所述禁飞区预设范围内增设绕飞点,根据直线路径和绕飞点确定绕行禁飞区的航迹片段,组合航迹片段与直线路径,生成无人机飞行的最终路径。
从公开资料或是官方部门网站,获取飞行禁区的经纬度数据,并在分割图像中划分处禁飞区,如果直线路径穿过禁飞区,则需要在禁飞区的外围增设绕飞点,并根据绕飞点和直线路径,确定无人机在途径禁飞区时的航线,此段航线称之为绕行禁飞区的航迹片段,将此段航迹片段与直线路径结合,即可获得无人机飞行的最终路径。
图6示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统的组成结构框图,所述无人机飞行路径确定系统1包括:
参数获取模块11,用于获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;
路径生成模块12,可以在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;
路径确认模块13,能够识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径。
路径更正模块14,可以在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值。
图7示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中参数获取模块11的组成结构框图,所述参数获取模块11包括:
获取单元111,可以根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息;
表示单元112,可以利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能。
图8示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径生成模块12的组成结构框图,所述路径生成模块12包括:
划分单元121,用于确定无人机飞行的源点和目标点;基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域;
处理单元122,可以获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像;
生成单元123,能够在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;基于所述连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
图9示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径确认模块13的组成结构框图,所述路径确认模块13包括:
标注单元131,能够获取分割图像中无人机直线路径上的障碍物环境数据,并对障碍物环境数据的语义信息进行标注;
判断单元132,根据所述标注和所述技术参数,判断障碍物是否影响飞行;
确定单元133,若障碍物影响无人机飞行,则根据所述标注确定无人机的躲避半径,基于所述躲避半径和技术参数,确定躲避半径上的切出点;基于所述切出点更新所述直线路径,将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径;根据选定好的切出点,更新直线路径,并将更新后的直线路径作为无人机的最终路径;若障碍物不影响无人机飞行,则判断所述直线路径是否超出无人机飞行性能;如果并未超出,则直接将直线路径作为无人机飞行的最终路径;如果超出,则在直线路径上增设中转点,并根据所述中转点更新直线路径,再将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径。
图10示出了本发明实施例提供的无人机飞行路径确定系统中路径更正模块14的组成结构框图,所述路径更正模块14包括:
采集单元141,利用无人机上的双目视觉传感器搜寻最终路径上的障碍物,并采集障碍物的深度图像;
校正单元142,基于深度图像测量出障碍物的环境数据,从而确定切出点的动态调整值;完成对无人机沿最终路径飞行偏离值的校正。
其中步骤S100由参数获取模块11完成,可完成对无人机参数的获取;步骤S200由路径生成模块12完成,主要用于确定无人机飞行的直线路径;步骤S300由路径确认模块13完成,可对直线路径上的障碍物进行规避,从而生成最终路径;
其次,步骤S101由获取单元111完成;步骤S102由表示单元112完成,根据技术参数确定无人机飞行性能;
步骤S201由划分单元121完成,划分出无人机飞行区域;步骤S202由处理单元122完成,对飞行区域的三维地图信息进行处理;步骤S203由生成单元123完成,从而在三维地图中,构建无人机飞行路径;
最后,步骤S301由标注单元131完成,对无人机飞行路径上障碍物信息的标注;步骤S302由判断单元132完成,根据障碍物信息判断是否影响无人机的正常飞行;步骤S303-S305由确定单元133完成,确定无人机的最终飞行路径。
步骤S401由采集单元141完成,步骤S402由校正单元142完成。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无人机飞行路径确定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;
在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;
识别出所述直线路径上的障碍物;并从所述现有数据库中获取障碍物的环境数据;
根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;
若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;
若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径;
在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;
确定无人机沿最终路径飞行的偏离值;
所述获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图的步骤包括:
根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息;利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能;
所述在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径的步骤包括:
确定无人机飞行的源点和目标点;
基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域;
获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像;
在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;
基于连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行的步骤包括:
获取所述分割图像中直线路径上障碍物的环境数据,并在三维地图中对障碍物的语义信息进行标注;
根据所述标注和技术参数,判断障碍物是否影响飞行。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径的步骤包括:
若障碍物影响无人机飞行,则根据所述标注确定无人机的躲避半径,基于所述躲避半径和技术参数,确定躲避半径上的切出点;
基于所述切出点更新所述直线路径,将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径;
若障碍物不影响无人机飞行,则判断所述直线路径是否超出无人机飞行性能;
如果并未超出,则直接将直线路径作为无人机飞行的最终路径;
如果超出,则在直线路径上增设中转点,并根据所述中转点更新直线路径,再将更新后的直线路径作为无人机飞行的最终路径。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的障碍物进行成像;所述成像对障碍物环境数据和切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值的步骤包括:
利用无人机上的双目视觉传感器搜寻最终路径上的飞行障碍,并采集所述飞行障碍的深度图像;
基于所述深度图像测量出飞行障碍的环境数据,并与障碍物的环境数据进行比对,确定切出点的动态调整值;
完成对无人机沿最终路径飞行偏离值的校正。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取飞行禁区经纬度数据,并在包含所需语义信息的分割图像中划分禁飞区;
在所述禁飞区预设范围内增设绕飞点,根据直线路径和绕飞点确定绕行禁飞区的航迹片段,组合航迹片段与直线路径,生成无人机飞行的最终路径。
6.一种无人机飞行路径确定系统,其特征在于,所述系统包括:
参数获取模块,用于获取无人机的技术参数;确定无人机飞行的源点和目标点,并在现有数据库中获取无人机飞行区域的三维地图;
路径生成模块,可以在三维地图中,将源点和目标点通过直线段连接;根据所述直线段生成无人机飞行的直线路径;
路径确认模块,能够识别出所述直线路径上的障碍物;并从现有数据库中获取障碍物的环境数据;根据所述环境数据,判断障碍物是否影响飞行;若是,则确定障碍物在飞行路径平面上的躲避半径,并在躲避半径上选取切出点;重新将切出点与源点、目标点通过直线段连接,并对所述直线路径进行修正,生成无人机飞行的最终路径;若否,则直接根据所述直线路径,生成无人机飞行的最终路径;
路径更正模块,可以在无人机沿最终路径飞行过程中,利用无人机上的双目视觉传感器对最终路径上的飞行障碍进行成像;基于成像对切出点进行更正;确定无人机沿最终路径飞行的偏离值;
所述参数获取模块包括:
获取单元,可以根据所述技术参数与无人机性能的映射关系,确定无人机性能在预设容量范围内的变化曲线信息;
表示单元,可以利用无人机性能表示无人机基于所述技术参数所能达到的飞行性能;
所述路径生成模块包括:
划分单元,用于确定无人机飞行的源点和目标点;基于所述源点和目标点,确定无人机的飞行区域;
处理单元,可以获取所述飞行区域内的三维地图,并对所述三维地图进行语义分割处理,得到包含所需语义信息的分割图像;
生成单元,能够在所述分割图像中标定源点和目标点,再将所述源点和目标点通过直线段连接;基于所述连接后的直线段,生成无人机飞行的直线路径。
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