[发明专利]一种应用于旋翼无人机的航线规划方法

说明书

本发明公开了一种应用于旋翼无人机的航线规划方法，包括以下步骤：作业路线的绘制；网格划分；最大摄像采集点数的计算；航线规划；起飞点和降落点的选择：所述航线中，与所述作业路线相交或相邻的网格为第一个摄像采集点，依次选取第二个摄像采集点，第三个摄像采集点...第N个摄像采集点，其中，N为自然数，所述起飞点从与所述第一个摄像采集点距离最近的位置选取；所述降落点从与起飞点所在作业路线中，与航线中第N个摄像采集点的距离最近的位置选取。本发明中，通过自动选取起飞点和降落点，减少人工选取起飞点与降落点带来的工作量，并避免产生无人机操作人员无法抵达的起降点。

技术领域

本发明属于遥感测绘和航空拍摄技术领域，涉及一种应用于大区域航拍作业中多个旋翼无人机协作航拍的航线规划的方法。

背景技术

使用无人机进行摄影测量时，通过无人机搭载的拍摄装置进行低空拍摄以获得地面信息。为了保证无人机航拍的图像精度以及覆盖重叠度，需要对无人机的飞行航线进行规划。

由于旋翼无人机的续航能力较弱，对于大区域的飞行摄影测量，需要采用多架次飞行或者多个无人机协作进行飞行测量。旋翼无人机的起降及电池更换都会增加作业时间，因此需要在航线规划中保证每次飞行作业中充分利用电池续航能力，保证单次飞行作业范围的最大化，以提高作业效率。为了降低无人机操作人员的工作难度和提高工作效率，需要对起降点进行限制，保证多个作业的起降点位于同一操作人员步行或地面(水面)交通工具可抵达的作业路线内。现有的航线规划方法多是针对指定区域的单次飞行进行规划，基本没有针对旋翼无人机续航能力较差、需要频繁起降、更换电池等情况进行规划，也基本没有考虑多个无人机协同作业时的航线规划。

此外，现有航线规划方法中也没有考虑单个操作人员在多次飞行作业过程中的移动路径和可抵达区域，也没有考虑针对操作人员可抵达的作业路线及工作效率进行优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应用于旋翼无人机的大区域分片智能航线规划方法，解决了现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种应用于旋翼无人机的航线规划方法，包括以下步骤：

作业路线的绘制：在飞行作业所在的电子地图上绘制飞行测量区域，然后在飞行测量区域上绘制或自动生成无人机操作人员的若干条作业路线；

网格划分：根据输入的画面重叠率以及单幅画面的覆盖面积，自动将飞行测量区域划分成若干个大小和形状均相同的网格，且每个所述网格包含一个摄像采集点；

最大摄像采集点数的计算：根据无人机单次的续航能力，计算出单次航行的最大摄像采集点数；

航线规划：根据无人机操作人员的作业路线，自动生成若干条航线，每条所述航线均包括一个起飞点和一个降落点以及连接所述起飞点和降落点的飞行路径；

起飞点和降落点的选择：所述航线中，与所述作业路线相交或相邻的网格为第一个摄像采集点，依次选取第二个摄像采集点，第三个摄像采集点....第N个摄像采集点，其中，N为自然数，所述起飞点从与所述第一个摄像采集点距离最近的位置选取；

所述降落点从与起飞点所在作业路线中，与航线中第N个摄像采集点的距离最近的位置选取。

进一步地，所述作业路线的绘制步骤中，用户通过操作软件，根据电子地图中的道路和地形自动生成作业路线，使得作业路线位于便于通行的交通道路沿线上。

进一步地，所述网格划分步骤前，还包括摄像参数的输入，所述摄像参数包括分辨率、飞行高度、焦距、地图比例尺和画面重叠率。

进一步地，所述摄像参数与网格划分步骤之间，还包括单幅画面覆盖面积的计算，所述单幅画面覆盖面积通过用户输入或者算法自动计算获得。