[发明专利]一种自主飞行的无人机地理围栏算法

权利要求书

1.一种自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于，包括：

在原始地理围栏的基础上等距离缩放生成地理围栏预控制层；具体包括：通过地理围栏缩放算法对所述原始地理围栏进行等距离缩放，得到缩放地理围栏；通过地理围栏顶角平滑算法对所述缩放地理围栏中大于180°的内角进行处理，产生两个新的顶点来替换原内角大于180°的顶点；通过地理围栏自相交检测处理算法对所述缩放地理围栏中自相交区域进行处理，得到若干未冲突的缩放地理围栏；其中，所述地理围栏顶角平滑算法，具体包括：获取缩放距离和缩放地理围栏顶点集合，计算地理围栏各边的斜率和截距；若向内缩放且缩放后的顶角大于180°或者向外缩放且缩放后的顶角小于180°，则基于缩放距离、地理围栏各边的斜率和截距计算顶角的半角及缩放后的顶角到新生成的边之间的距离；并进一步计算新边的斜率和截距以及新生成的两个顶点坐标；

无人机飞行前，利用射线法对规划飞行路径进行地理围栏越界探测；

若规划飞行路径上的航点相对所述地理围栏预控制层出现越界，则进行越界航点重规划，得到修正后的飞行路径；

基于地理围栏自主控制控制律，无人机按照修正后的飞行路径完成相应的任务。

2.如权利要求1所述的自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于：

当所述原始地理围栏为禁出地理围栏时，所述原始地理围栏向内缩放；

当所述原始地理围栏为禁入地理围栏时，所述原始地理围栏向外缩放。

3.如权利要求1所述的自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于，所述利用射线法对规划飞行路径进行地理围栏越界探测，包括：

以所述规划飞行路径上的航点为端点向y轴的正半轴方向投射，若射线与所述地理围栏预控制层的交点个数为奇数，则判定端点在所述地理围栏预控制层内；若射线与所述地理围栏预控制层的交点个数为偶数，则判定端点在所述地理围栏预控制层外，出现越界。

4.如权利要求3所述的自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于，定义缓冲距离buff，若所述地理围栏预控制层的某个顶点的x坐标在端面的缓冲距离buff内，则给该所述顶点的x坐标施加一个扰动-buff*2。

5.如权利要求1所述的自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于，所述越界航点重规划采用在原始航点间插入新航点的方式。

6.如权利要求1所述的自主飞行的无人机地理围栏算法，其特征在于，所述地理围栏自主控制控制律独立于飞行控制器的控制律。