[發明專利]無人機的飛行路徑規劃方法及無人機

有效

• 申請號: 201410055181.8
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103809597A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 戴瓊海;李一鵬;施澤南
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

柵格地圖生成步驟，獲取無人機飛行環境的深度信息，并根據所述深度信息生成所述飛行環境的二維柵格地圖，所述飛行環境包括障礙物；

勢函數構建步驟，根據所述二維柵格地圖中每個柵格和所述障礙物的位置構建每個柵格與對應障礙物的勢函數；

加權圖生成步驟，根據所述無人機的位置和所述勢函數獲得所述二維柵格地圖中柵格的加權圖；以及

飛行路徑確定步驟，根據所述加權圖確定飛行路徑。

2.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，所述深度信息為距離。

3.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，所述加權圖生成步驟具體包括：

分別計算所述無人機移動到所述二維柵格地圖中多個柵格的權值；

根據所述無人機的位置、所述多個柵格的權值和所述勢函數獲得所述二維柵格地圖中柵格的加權圖。

4.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，所述飛行路徑確定步驟具體為，

根據所述加權圖中每個柵格的加權值采用SPFA算法確定所述無人機的飛行路徑。

5.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，還包括：

路徑點確定步驟，根據所述無人機的飛行速度和安全距離得到下一個飛行點。

6.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，在所述二維柵格地圖中通過不同的數值表示該柵格是否為障礙物。

7.如權利要求1所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，所述每個柵格與對應障礙物的勢函數通過如下公式表示，所述公式為，

其中，為所述勢函數，為正常數，d_m為所述無人機與障礙物的最短距離，d₀為安全距離。

8.如權利要求3所述的無人機的飛行路徑規劃方法，其特征在于，所述權值通過如下公式獲得，所述公式為，

其中，C₀₁為從當前位置p₀(x₀,y₀)點移動到p₁(x₁,y₁)點的權值，K₁和K₂分別為加權常數，d₀₁為當前位置p₀到p₁的距離，為柵格(x₁,y₁)的勢函數。

9.一種無人機，其特征在于，包括：

柵格地圖生成模塊，用于獲取無人機飛行環境的深度信息，并根據所述深度信息生成所述飛行環境的二維柵格地圖，所述飛行環境包括障礙物；

勢函數構建模塊，根據所述二維柵格地圖中每個柵格和所述障礙物的位置構建每個柵格與對應障礙物的勢函數；

加權圖生成模塊，根據所述無人機的位置和所述勢函數獲得所述二維柵格地圖中柵格的加權圖；以及

飛行路徑確定模塊，用于根據所述加權圖中每個柵格的加權值進行SPFA算法的選取以確定所述無人機的飛行路徑。

10.如權利要求9所述的無人機，其特征在于，所述每個柵格與對應障礙物的勢函數通過如下公式表示，所述公式為，

其中，為所述勢函數，為正常數，d_m為所述無人機與障礙物的最短距離，d₀為安全距離。