[發明專利]基于DSM的無人機飛行安全區域計算顯示方法

有效

• 申請號: 201710461444.9
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107240153B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 陳立威
• 申請（專利權）人: 千尋位置網絡有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T15/00
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務所 31302
• 代理人: 包文超

本發明提供了一種基于DSM的無人機飛行安全區域計算顯示方法，從地圖服務器加載在線地圖作為基礎底圖用于顯示，同時調用地物高程數據服務加載地圖視窗空間范圍內高精度DSM瓦片數據用作后續計算的基礎數據。用戶在web端通過人機交互接口設置無人機飛行高度后，系統通過坐標轉換，結合DSM數據實時獲取屏幕范圍內每一個像素點對應的高程值，計算此高程值與設定高度間的差值，根據一定規則決策是否改變當前底圖像素的顏色以提醒用戶。遍歷操作完成后，系統渲染處理結果輸出到屏幕顯示，通過顏色區分當前設定條件下飛行區域的概況。本發明減小了DSM數據的加載量，簡化了前端計算的復雜度，提升了前端的計算效率。

技術領域

本發明涉及交通信息技術領域，具體涉及一種基于DSM的無人機飛行安全區域計算顯示方法。

背景技術

數字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)是通過有限的地形高程數據實現對地面地形的數字化模擬(即地形表面形態的數字化表達)，它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。數字地表模型(DSM，Digital Surface Model)是指包含了地表建筑物、橋梁和樹木等高度的地面高程模型。和DSM相比，DEM只包含了地形的高程信息，并未包含其它地表信息，DSM是在DEM的基礎上，進一步涵蓋了除地面以外的其它地表信息的高程。它是最真實地表達地面起伏情況，廣泛應用于各行各業，如在森林地區，可以用于檢測森林的生長情況；在城區，DSM可以用于檢查城市的發展情況。

傳統無人機飛行安全區域計算主要采用的是DEM數據，由于無人機飛行高度較高，可不考慮地面建筑物，樹木等地物帶來的影響。但隨著無人機技術的發展和應用范圍的擴大，地面靜態障礙物對于無人機的超低空飛行是一個潛在的威脅，需要針對這些靜態障礙物建立更精細的數據模型，用以保障無人機的飛行安全。現有無人機相關地圖服務主要集中于無人機監管方向，如基于機場等禁飛區數據生成的電子圍欄，用于管控無人機飛行，并沒有提供飛行安全區域查詢瀏覽等功能，僅有少數公司關注于此。

現有無人機飛行安全區域計算方式存在的問題為：

一是對于數據源要求嚴格，體現在矢量數據精度要求高，且需要對矢量地物對象進行分類，針對每個地物對象賦予相應高程。如對于城市綠化帶內較高的行道樹而言，若把每棵行道樹作為一個地物對象并賦予高程，代價非常高；

二是基于矢量地物加高程的簡單柱體模型對于地物高程信息表達不夠精細。以地物不同橫截面相對于水平面的正射投影得到的包圍多邊形作為地物底面，向上拉伸地物自身高度得到一個柱體，其高程等于地物最高點的高程，不能夠反映地物橫截面不同點處的高程變化。如具有不同樓層的一個建筑群，若用二維矢量地物加高程的簡單柱體模型來表示建筑群所占的立體空間，則完全沒有考慮到不同樓層的高程差異，無法實現基于高程的精確計算。

發明內容

本發明提出一種基于DSM的無人機飛行安全區域計算顯示方法，用以解決現有技術存在的問題。針對問題一，采用DSM作為高程計算基礎數據，由于其高程已包含地表地物的高度，可不用對地物進行分類和逐對象賦予高程，減少對數據源的要求；針對問題二，從DSM數據定義可知，DSM通過水平投影后各點高程值的不同，一定程度上反映了地物橫截面的變化，其高程信息表達更為精細。通過將設計高度與DSM做簡單計算，即可快速得出飛行安全區域。

本發明采用的技術方案是：

一種基于DSM的無人機飛行安全區域計算顯示方法，包括以下步驟：

從web端加載在線地圖作為柵格底圖用于顯示；

調用地物高程數據服務，加載DSM瓦片數據；

用戶設置無人機飛行高度；

進行地圖畫面渲染；

將地圖畫面渲染結果輸出到屏幕顯示。