[发明专利]一种低空物流无人机路径规划方法及系统

说明书

本发明公开一种低空物流无人机路径规划方法及系统，方法包括：首先采用栅格法将所述物流无人机的飞行环境进行栅格划分，确定各所述自由栅格的危险度；其次基于所述目标函数和所述物流无人机的机动性能约束条件构建物流无人机路径规划模型；然后确定物流无人机路径规划模型的飞行路径；最后采用双向交叉判断法对所述飞行路径进行优化，获得优化飞行路径。本发明引入的双向交叉判断法能够对物流无人机飞行路径进行精简，得到优化飞行路径，有效解决原算法规划出的路径存在冗余路径点的问题。

技术领域

本发明涉及无人机路径规划技术领域，特别是涉及一种低空物流无人机路径规划方法及系统。

背景技术

随着无人机技术日臻成熟，各型别无人机应用领域不断扩大，如军事侦查、农林生产等，甚至可用于物流运输。由于物流无人机自身及环境限制复杂，其飞行路径是将货物安全、经济、快捷运送至目的地的重要保障，对降低运营成本、提升流转效率有重要现实意义。

国内外关于物流无人机路径规划的研究主要面向飞行行为、宏观路径规划，且考虑的路径影响要素单一有限，未体现具体飞行环境和无人机空中运动特点；另外，国内外关于物流无人机路径规划路径无法解决原算法规划出的路径存在冗余路径点的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低空物流无人机路径规划方法及系统，以解决飞行路径存在冗余路径点的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种低空物流无人机路径规划方法，所述方法包括：

步骤S1：采用栅格法将所述物流无人机的飞行环境进行栅格划分，确定各所述自由栅格的危险度；

步骤S2：根据各所述自由栅格的危险度构建目标函数；

步骤S3：确定物流无人机的机动性能约束条件；

步骤S4：基于所述目标函数和所述物流无人机的机动性能约束条件构建物流无人机路径规划模型；

步骤S5：确定物流无人机路径规划模型的飞行路径；

步骤S6：采用双向交叉判断法对所述飞行路径进行优化，获得优化飞行路径。

可选的，所述采用栅格法将物流无人机的飞行环境进行栅格划分，确定各所述自由栅格的危险度，具体包括：

步骤S11：采用栅格法将物流无人机的飞行环境进行栅格划分；

步骤S12：判断各栅格中是否存在障碍；若存在障碍，该栅格为障碍栅格；如果不存在障碍，则该栅格为自由栅格；

步骤S13：确定各所述自由栅格的危险度。

可选的，所述根据各所述自由栅格的危险度构建目标函数，具体包括：

步骤S21：确定所述物流无人机完成运输任务所需的总时间和飞行耗能；

步骤S22：根据所述危险度、所述总时间和所述飞行耗能构建目标函数。

可选的，所述确定物流无人机的机动性能约束条件，具体包括：

步骤S31：确定所述物流无人机运输路径上相邻两路径点间的距离约束条件；

步骤S32：确定物流无人机单次货物运输的航程约束条件；

步骤S33：确定物流无人机转弯时的操作约束条件；

步骤S34：确定物流无人机飞行的高度约束条件；

步骤S35：确定物流无人机实际飞行的耗能约束条件；

步骤S36：确定物流无人机实际装载货物的重量约束条件。

可选的，所述确定物流无人机路径规划模型的飞行路径，具体包括：