本发明专利技术涉及一种无人机避障航线的生成方法、装置及电子设备，涉及无人机领域，解决了如何快速有效的自动化规划出新的航线以实现避障需求的技术问题。该无人机避障航线的生成方法包括：步骤S10：获取无人机规划航线中穿过禁飞区的航段的两个端点的位置信息；步骤S20：判断穿过禁飞区的航段的两个端点是否在禁飞区外，若是，则进入步骤S30；否则，从无人机规划航线中确定两个端点均在禁飞区外的多段互联的航段，进入步骤S30；步骤S30：将在禁飞区外的两个端点设置为起点和终点，并根据起点、终点以及禁飞区的各顶点的位置信息，确定可通行区域和非可通行区域；以及步骤S40：基于可通行区域和非可通行区域利用路径规划算法生成从起点至终点的避障航线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机避障航线的生成方法、装置及电子设备。
技术介绍
1、避障航线技术是无人系统自主导航领域的一个重要分支，它涉及到无人机、无人车等自主机器人在执行任务时能够感知周围环境中的障碍物，并实时规划出一条避开障碍物的安全航线。这项技术对于确保无人系统在复杂环境中的安全运行至关重要，尤其是在侦察、搜索救援、农业植保、物流配送等应用场景中。
2、当前最常用的航线规划方法是在无人机地面控制站软件中，在二维数字地图上手动规划无人机任务航线。这种航线规划方法需要手动设置多个航点的经纬度坐标，然后由无人机地面控制站软件自动进行航点连接，绘制成无人机飞行航线。然后将规划好的航线通过数据链路上传至无人机，无人机开始按照规划航线飞行。
3、人工绘制规划航线的方法有以下几种：
4、1)在地图上用鼠标人工手动添加航点，自主绘制航线。
5、2)在地图上用鼠标人工手动添加兴趣点(例如侦察目标点)，然后在兴趣点周围自动生成环形航点并连接成航线。
6、但受限于人员的个人能力，人工绘制的航线容易有疏漏，经常出现规划航线存在穿越禁飞区、气象复杂环境区域等危险区域的情况，进而引发机毁坠亡等灾难事故发生。另外，对于一些复杂、动态、多约束、高度不确定性的侦察环境，无人机地面控制站软件的操作人员也无法确保规划航线能够应对各种突发情况，规划的航线几乎不可避免的会出现穿越危险区域的情况。因此，如何快速有效的自动化规划出新的航线以实现避障需求是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种无人机避障航线的生成方法、装置及电子设备，用以解决如何快速有效的自动化规划出新的航线以实现避障需求的技术问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种无人机避障航线的生成方法，包括以下步骤：
3、步骤s10：获取无人机规划航线中穿过禁飞区的航段的两个端点的位置信息；
4、步骤s20：判断所述穿过禁飞区的航段的两个端点是否在所述禁飞区外，若是，则进入步骤s30；否则，从无人机规划航线中确定两个端点均在所述禁飞区外的多段互联的航段，进入步骤s30；其中，所述多段互联的航段包括所述穿过禁飞区的航段；
5、步骤s30：将在所述禁飞区外的所述两个端点设置为起点和终点，并根据所述起点、所述终点以及所述禁飞区的各顶点的位置信息，确定可通行区域和非可通行区域；以及
6、步骤s40：基于所述可通行区域和非可通行区域利用路径规划算法生成从所述起点至所述终点的避障航线。
7、基于上述生成方法的进一步改进，判断所述穿过禁飞区的航段的两个端点是否在所述禁飞区外包括：
8、沿着目标方向从所述端点做一条射线；
9、根据所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数，判断所述端点是否在所述禁飞区外。
10、基于上述生成方法的进一步改进，根据所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数，判断所述端点是否在所述禁飞区外包括：
11、步骤101：判断所述射线与所述禁飞区的线段相交的交点是否包含所述禁飞区的顶点，若是且交点为所述禁飞区顶点的个数为奇数，则进入步骤102；否则进入103；
12、步骤102：判断所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数减1是否为奇数，若是，则所述端点在所述禁飞区内；否则所述端点在所述禁飞区外；
13、步骤103：判断所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数是否为奇数，若是，则所述端点在所述禁飞区内；否则所述端点在所述禁飞区外。
14、基于上述生成方法的进一步改进，从无人机规划航线中确定两个端点均在所述禁飞区外的多段互联的航段包括：
15、若所述穿过禁飞区的航段的两个端点中的出发点在所述禁飞区内，则沿着无人机规划航线的上游方向依次判断与所述出发点临近的航点是否在所述禁飞区外，直至找到第一个不在所述禁飞区内的航点；
16、若所述穿过禁飞区的航段的两个端点中的目的点在所述禁飞区内，则沿着无人机规划航线的下游方向依次判断与所述目的点临近的航点是否在所述禁飞区外，直至找到第一个不在所述禁飞区内的航点。
17、基于上述生成方法的进一步改进，判断与所述出发点或所述目的点临近的航点是否在所述禁飞区外包括：
18、沿着目标方向从所述端点做一条射线；
19、根据所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数，判断所述航点是否在所述禁飞区外。
20、基于上述生成方法的进一步改进，根据所述起点、所述终点以及所述禁飞区的各顶点的位置信息，确定可通行区域和非可通行区域包括：
21、根据所述起点、所述终点以及所述禁飞区的各顶点中的最大经度值、最小经度值、最大纬度值、最小纬度值，确定矩形区域；
22、按照预设的栅格分辨率对所述矩形区域进行栅格划分；
23、判断各个栅格与所述禁飞区是否相交或重合，若是，则将所述栅格标记为非可通行区域，否则，将所述栅格标记为可通行区域。
24、基于上述生成方法的进一步改进，所述预设的栅格分辨率由所述起点和所述终点之间的距离确定。
25、基于上述生成方法的进一步改进，所述路径规划算法包括以下中的任一项：
26、深度强化学习算法、a*路径规划算法、双向a*路径规划算法、dijkstra算法。
27、基于上述生成方法的进一步改进，所述避障航线为由多个栅格中心点依次互连的航线，所述生成方法还包括：
28、使用第一过滤算法在纬度方向上过滤掉所述避障航线中同纬度的航点，其中，所述第一过滤算法包括以下步骤：
29、步骤s111：选择所述避障航线中的三个连续航点并比较所述三个连续航点的纬度值；
30、步骤s222：若所述三个连续航点的纬度值相同，则舍弃所述三个连续航点中的中间航点，否则保留所述三个连续航点；
31、使用第二过滤算法在经度方向上过滤掉所述避障航线中同经度的航点，其中，所述第二过滤算法包括以下步骤：
32、步骤s111：选择所述避障航线中的三个连续航点并比较所述三个连续航点的经度值；
33、步骤s222：若所述三个连续航点的经度值相同，则舍弃所述三个连续航点中的中间航点，否则保留所述三个连续航点。
34、第二方面，本专利技术实施例提供了一种无人机避障航线的生成装置，包括：
35、获取模块，被配置为获取无人机规划航线中穿过禁飞区的航段的两个端点的位置信息；
36、判断模块，被配置为判断所述穿过禁飞区的航段的两个端点是否在所述禁飞区外，若是，则调用确定模块；否则，从无人机规划航线中确定两个端点均在所述禁飞区外的多段互联的航段，调用确定模块；其中，所述多段互联的航段包括所述穿过禁飞区的航段；
37、确定模块，被配置为将在所述禁飞区外的所述两个端点设置为起点和终点，并根据所述起点、所述终点本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种无人机避障航线的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，判断所述穿过禁飞区的航段的两个端点是否在所述禁飞区外包括：
3.根据权利要求2所述的生成方法，其特征在于，根据所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数，判断所述端点是否在所述禁飞区外包括：
4.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，从无人机规划航线中确定两个端点均在所述禁飞区外的多段互联的航段包括：
5.根据权利要求4所述的生成方法，其特征在于，判断与所述出发点或所述目的点临近的航点是否在所述禁飞区外包括：
6.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，根据所述起点、所述终点以及所述禁飞区的各顶点的位置信息，确定可通行区域和非可通行区域包括：
7.根据权利要求6所述的生成方法，其特征在于，所述预设的栅格分辨率由所述起点和所述终点之间的距离确定。
8.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述路径规划算法包括以下中的任一种：
9.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述避障航线为由多个栅格中心点依次互连的航线，所述生成方法还包括：
10.一种无人机避障航线的生成装置，其特征在于，包括：
11.一种电子设备，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种无人机避障航线的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，判断所述穿过禁飞区的航段的两个端点是否在所述禁飞区外包括：
3.根据权利要求2所述的生成方法，其特征在于，根据所述射线与所述禁飞区的线段相交的个数，判断所述端点是否在所述禁飞区外包括：
4.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，从无人机规划航线中确定两个端点均在所述禁飞区外的多段互联的航段包括：
5.根据权利要求4所述的生成方法，其特征在于，判断与所述出发点或所述目的点临近的航点是否在所述禁飞区外包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵平芳，李新玉，
申请(专利权)人：北京中航智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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