[发明专利]货运无人机群路径规划方法

权利要求书

1.一种货运无人机群路径规划方法，其包括若干个无人机、若干个无人机装货点，其特征在于：其包括以下步骤，

1）空域栅格化：将所述无人机通行的全部空域栅格化，划分为若干个具有设定长宽高的长方体,每个所述长方体均具有一个编码属性、地理位置属性、高度属性和时间段属性，其中每个所述长方体的编码均唯一，每一所述时间段属性均具有锁定和非锁定两种状态；

2）给每个所述无人机装载货物，设定起点、终点、出发时间，并确保所述无人机从所述起点到终点的距离在所述无人机的最大航程以内；

3）为每个所述无人机在所述起点和终点间筛选出一最佳路径以作为该所述无人机的预定飞行路径，其中已经被放弃的路径不参与筛选；

4）沿所述预定飞行路径获取一系列连续的所述长方体，将每个所述长方体记为路径块；计算该所述无人机预计到达每个所述路径块的时间记为其所述路径块的占用时间，校验全部所述路径块的占用时间对应的时间段属性是否为锁定状态，是锁定状态，则该所述路径块记为阻塞块；

5）步骤4）中，全部的所述路径块中无一为所述阻塞块，则以所述预定飞行路径作为该所述无人机的最终飞行路线；步骤4）中，所述阻塞块在全部所述路径块中的比例超过预定阈值，则所述预定飞行路径设为被放弃的路径，并重复执行步骤3）；步骤4）中，所述阻塞块在全部所述路径块中的比例未超过预定阈值，则在所述阻塞块前后的所述路径块之间计算绕飞路径以绕过所述阻塞块，并以所述绕飞路径部分取代所述预定飞行路线后得到的路线作为所述无人机的最终飞行路线。

2.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：还包括：

步骤6），确定所述最终飞行路线后，对所述最终飞行路线沿途的长方体的时间段属性进行锁定。

3.根据权利要求2所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述时间段属性以设定的分钟数将所述无人机的工作时间划分为若干段，所述步骤4）中计算得到每个所述路径块的占用时间，所述占用时间均对应于一所述时间段属性；所述占用时间位于两相邻所述时间段属性的分割点时，则所述占用时间对应后一所述时间段属性。

4.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述步骤2）中还设置所述无人机完成货物投递后到达的下一个所述无人机装货点，并以所述无人机预计完成货物投递时的位置为起点、预计完成货物投递的时间为出发时间、下一个所述无人机装货点为终点，重复步骤3-5）以计算新的预定飞行路径。

5.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述步骤1）中，根据两架所述无人机飞行过程中合理避让所需要的安全距离作为所述长方体的长宽高。

6.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述步骤3）中包括以下步骤：

3.1）根据所述无人机起飞和降落的特性，设定所述无人机的起飞段和降落段，并直线连接所述起飞段和降落段作为巡航段，所述起飞段、降落段和巡航段均具有飞行高度，设定绕飞段以避让所述起飞段、降落段和巡航段中间的障碍物，每个所述起飞段、降落段、巡航段和绕飞段组合作为一路径，记为所述无人机的绝对最佳路径；

3.2）在全部所述绝对最佳路径中筛选行程短且阻塞块少的路径作为该所述无人机的预定飞行路径。

7.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述无人机具有调节飞行高度和飞行速度的能力，所述步骤5）中计算绕飞路径包括以下方式：

1）选取所述阻塞块上下左右设定数量的所述长方体作为兴趣点，将所述阻塞块前后的所述路径块连接任意所述兴趣点作为绕飞路径；

2）在所述阻塞块前加快或降低速度，以改变占用块的占用时间。

8.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述步骤5）中所述预定阈值为2-20%，或2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%。

9.根据权利要求1所述的货运无人机群路径规划方法，其特征在于：所述无人机具有在一定距离内检测是否具有障碍物或其他所述无人机的功能，并具有自主调整飞行路线以在绕开检测到的障碍物或其他无人机后回归到其所述最终飞行路线的功能。