一种无人机及其飞行区域的规划方法、装置、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机飞行区域的规划方法，包括：确定飞行区域为凹多边形，选择参考边和参考点，将凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，获取第一部分顶点和第二部分顶点的凹点，在凹点所对应的第一部分顶点或者第二部分顶点中插入相应的凸点以更新第一部分顶点或者第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点或者第二部分顶点与参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，按照更新后的第一部分顶点和第二部分顶点将飞行区域分割为若干子区域。本发明专利技术还公开一种无人机、无人机飞行区域的规划装置及存储介质，本发明专利技术可以减少凸化分割次数，省略区域合并过程，减少区域切割过程的计算量。

A Planning Method, Device and Storage Medium for UAV and Its Flying Area

【技术实现步骤摘要】
一种无人机及其飞行区域的规划方法、装置、存储介质
本专利技术涉及无人机飞行控制领域，尤其涉及一种无人机及其飞行区域的规划方法、装置、存储介质。
技术介绍
在无人机应用领域，为了获取在用户指定的区域内全面有用的测绘信息或者搜索目标时，需要规划覆盖该区域的路径，使无人机在区域内沿路径遍历飞行，完成诸如安全监控、战场侦察、目标搜索、地形测绘、矿藏勘测等预定任务。实际应用中，受到地形，障碍物等影响，测绘区域可能是复杂的不规则凹多边形。目前在凹多边形的区域覆盖路径规划过程中，一般采用凹区域递归分割方法，将凹多边形凸化分割为多个小区域，为保证区域的整体性，避免区域过度分割，需要再对邻近子区域进行合并。其分割、合并的循环迭代过程，往往随凹顶点个数使计算量快速增加，难以满足路径规划的实时性要求，降低用户体验。
技术实现思路
为了克服现有技术中无人机进行区域规划时计算量大的不足，本专利技术的目的在于提供一种无人机及其飞行区域的规划方法、装置、存储介质。为了实现上述目的，本专利技术提供一种无人机飞行区域的规划方法，包括：确定所述飞行区域为凹多边形；选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，其中，所述顶点是所述凹多边形相邻两条边的交汇点；根据所述参考边和所述参考点之间的相对位置将所述凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，其中，所述第一部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的一个顶点作为第一起点依次排列至所述参考点的顶点，所述第二部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的另一个顶点作为第二起点依次排列至所述参考点的顶点；获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点，其中，所述凹点为所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系的顶点；根据所述凹点，在所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中插入相应的凸点以更新所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，或者更新后的第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系；按照与所述参考边的垂直距离的递增关系依次连接所述更新后的第一部分顶点和所述更新后的第二部分顶点，按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域。优选的，所述选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，具体包括：依次选定所述凹多边形的每条边作为候选参考边，将所述凹多边形中与所述候选参考边的垂直距离最大的顶点作为与所述候选参考边对应的候选参考点；将所述候选参考边和对应的所述候选参考点中，所述候选参考边和所述候选参考点之间垂直距离最小的一组作为所述参考边和所述参考点。优选的，所述参考边为所述凹多边形中与用户设定的航向最接近平行的一条边。优选的，所述选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，具体包括：将所述凹多边形中与所述参考边的垂直距离最大的顶点作为参考点。优选的，所述凸点位于所述凹多边形的边上。优选的，在所述按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域之后，所述方法还包括：判断各所述子区域是否为凹多边形；若所述子区域为凹多边形，则重新选定所述子区域的参考边和参考点对所述子区域进行分割。优选的，所述方法还包括：判断所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序是否均满足递增关系；若所述第一部分顶点或所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系，获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点；若所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，不执行区域分割操作。本专利技术还提供一种无人机飞行区域的规划装置，包括：确定模块，用于确定所述飞行区域为凹多边形；选择模块，用于选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的顶点作为参考点；划分模块，用于根据所述参考边和所述参考点之间的相对位置将所述凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，其中，所述第一部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的一个顶点作为第一起点依次排列至所述参考点的顶点，所述第二部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的另一个顶点作为第二起点依次排列至所述参考点的顶点；获取模块，用于获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点，其中，所述凹点为所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系的顶点；插入模块，用于在所述凹点所对应的第一部分顶点或者所述第二部分顶点中插入相应的凸点以更新所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，或者更新后的第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系；分割模块，用于按照所述递增关系依次连接所述更新后的第一部分顶点和所述更新后的第二部分顶点，按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域。优选的，所述选择模块还用于：依次选定所述凹多边形的每条边作为候选参考边，将所述凹多边形中与所述候选参考边的垂直距离最大的顶点作为与所述候选参考边对应的候选参考点；将所述候选参考边和对应的所述候选参考点中，所述候选参考边和所述候选参考点之间垂直距离最小的一组作为所述参考边和所述参考点。优选的，所述参考边为所述凹多边形中与用户设定的航向最接近平行的一条边。优选的，所述选择模块还用于：将所述凹多边形中与所述参考边的垂直距离最大的顶点作为参考点。优选的，所述凸点位于所述凹多边形的边上。优选的，所述分割模块还用于：判断各所述子区域是否为凹多边形；若所述子区域为凹多边形，则重新选定所述子区域的参考边和参考点对所述子区域进行分割。优选的，所述划分模块还用于：判断所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序是否均满足递增关系；若所述第一部分顶点或所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系，获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点；若所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，不执行区域分割操作。本专利技术还提供一种无人机，包括：机身；机臂，与所述机身相连；动力装置，设于所述机臂，用于为所述无人机提供飞行的动力；以及处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被配置成由所述处理器执行，所述计算机可读程序被所述处理器执行时实现上述的方法。本专利技术还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被处理器执行时实现上述的方法。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：确定无人机的飞行区域为凹多边形，选定凹多边形的参考边和参考点，将凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，获取第一部分顶点和第二部分顶点的凹点，在凹点所对应的第一部分顶点或第二部分顶点中插入相应的凸点以更新第一部分顶点和第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点和第二部分顶点与参考边的垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，包括：确定所述飞行区域为凹多边形；选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，其中，所述顶点是所述凹多边形相邻两条边的交汇点；根据所述参考边和所述参考点之间的相对位置将所述凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，其中，所述第一部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的一个顶点作为第一起点依次排列至所述参考点的顶点，所述第二部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的另一个顶点作为第二起点依次排列至所述参考点的顶点；获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点，其中，所述凹点为所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系的顶点；根据所述凹点，在所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中插入相应的凸点以更新所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，或者更新后的第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系；按照与所述参考边的垂直距离的递增关系依次连接所述更新后的第一部分顶点和所述更新后的第二部分顶点，按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域。...

【技术特征摘要】
1.一种无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，包括：确定所述飞行区域为凹多边形；选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，其中，所述顶点是所述凹多边形相邻两条边的交汇点；根据所述参考边和所述参考点之间的相对位置将所述凹多边形的顶点划分为第一部分顶点和第二部分顶点，其中，所述第一部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的一个顶点作为第一起点依次排列至所述参考点的顶点，所述第二部分顶点为所述凹多边形中以所述参考边的另一个顶点作为第二起点依次排列至所述参考点的顶点；获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点，其中，所述凹点为所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系的顶点；根据所述凹点，在所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点中插入相应的凸点以更新所述第一部分顶点或者所述第二部分顶点，使得更新后的第一部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，或者更新后的第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系；按照与所述参考边的垂直距离的递增关系依次连接所述更新后的第一部分顶点和所述更新后的第二部分顶点，按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域。2.如权利要求1所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，所述选择所述凹多边形的一条边作为参考边，以及选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，具体包括：依次选定所述凹多边形的每条边作为候选参考边，将所述凹多边形中与所述候选参考边的垂直距离最大的顶点作为与所述候选参考边对应的候选参考点；将所述候选参考边和对应的所述候选参考点中，所述候选参考边和所述候选参考点之间垂直距离最小的一组作为所述参考边和所述参考点。3.如权利要求1所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，所述参考边为所述凹多边形中与用户设定的航向最接近平行的一条边。4.如权利要求3所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，所述选择所述凹多边形中除所述参考边的顶点之外的一个顶点作为参考点，具体包括：将所述凹多边形中与所述参考边的垂直距离最大的顶点作为参考点。5.如权利要求1所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，所述凸点位于所述凹多边形的边上。6.如权利要求1所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，在所述按照连接后形成的边界将所述飞行区域分割为若干子区域之后，所述方法还包括：判断各所述子区域是否为凹多边形；若所述子区域为凹多边形，则重新选定所述子区域的参考边和参考点对所述子区域进行分割。7.如权利要求1所述的无人机飞行区域的规划方法，其特征在于，所述方法还包括：判断所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序是否均满足递增关系；若所述第一部分顶点或所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序不满足递增关系，获取所述第一部分顶点和所述第二部分顶点的凹点；若所述第一部分顶点和所述第二部分顶点与所述参考边之间的垂直距离按照相应的排列顺序满足递增关系，不执行区域分割操作。8.一种无人机飞行区域的规划装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定所述飞行区域为凹多边形；选择模块，用于选择所述凹多边形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保印，
申请(专利权)人：深圳市道通智能航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44