【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无人机，具体而言，涉及一种无人机的航线规划方法以及计算机设备。
技术介绍
1、随着科技的飞速发展，无人机技术在我国得到了广泛应用，涉及军事、农业、航拍、物流等多个领域。无人机的自动飞行能力是其核心技术之一，它使得无人机能够在无需人工干预的情况下，完成复杂环境下的飞行任务。然而，在实际应用中，无人机在飞行过程中经常会遇到各种障碍物，如建筑物、树木等，这限制了无人机的飞行范围和效率。
2、目前，主要基于全局栅格地图，确定无人机飞行过程中的多个障碍物，通过采样确定无人机折线绕障路径，再对无人机的折线绕障路径进行平滑处理，从而得到无人机的平滑绕障路径。
3、然而，将绕障和平滑分开处理，导致平滑绕障路径可能碰撞，全局平滑处理所有折线路径点，处理的规模较大，对于长距离航线规划问题，求解耗时过大，求解时间较长，无法满足实时性。
技术实现思路
1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种无人机的航线规划方法以及计算机设备，根据碰撞风险区域的避障航线，得到目标规划航线，提高了无人机飞行的安全性。
2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请一实施例提供了一种无人机的航线规划方法，所述方法包括：
4、获取三维栅格地图上无人机的用户点，以及所述三维栅格地图上的障碍物的占据栅格，所述占据栅格为预先根据预设最小安全距离对所述三维栅格地图上所述障碍物所在的位置进行膨胀后所占据的栅格；
5
6、根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述无人机在所述三维空间内的目标规划航线。
7、可选地，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述无人机在所述三维空间内的目标规划航线，包括：
8、根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线碰撞检测，得到碰撞检测结果；
9、根据所述碰撞检测结果，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述目标规划航线。
10、可选地，所述根据所述碰撞检测结果，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述目标规划航线，包括：
11、若所述碰撞检测结果指示所述初始规划航线上目标三维航线点处于所述占据栅格内，则从所述初始规划航线上确定风险区域；
12、对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线；
13、根据所述风险区域的避障航线，对所述初始规划航线进行航线拼接，得到所述目标规划航线。
14、可选地，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线碰撞检测，得到碰撞检测结果，包括：
15、根据预设碰撞检测步长，对所述初始规划航线上多个初始三维航线点进行稀疏处理，得到多个稀疏三维航线点，使得相邻两个稀疏三维航线点的间隔为所述预设碰撞检测步长；
16、根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对各稀疏三维航线点进行碰撞检测，得到所述碰撞检测结果。
17、可选地，所述对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
18、确定所述风险区域的风险起点、风险终点以及多个碰撞航线点；
19、根据所述风险起点、所述风险终点以及所述多个碰撞航线点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线。
20、可选地，所述根据所述风险起点、所述风险终点以及所述多个碰撞航线点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
21、根据所述风险区域的所述风险起点和所述风险终点，获取从所述风险起点至所述风险终点的绕障路径；
22、根据所述多个碰撞航线点，从所述绕障路径上确定多个定位点，所述多个定位点分别对应所述多个碰撞航线点；
23、对所述多个定位点进行扩展，得到多个期望点，所述多个期望点分别对应所述多个碰撞航线点；
24、根据所述多个期望点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线。
25、可选地，所述确定所述风险区域的风险起点、风险终点以及多个碰撞航线点，包括：
26、根据所述目标三维航线点，在所述初始规划航线上捕捉碰撞区域，并确定所述碰撞区域内的所述多个碰撞航线点；
27、对所述碰撞区域进行扩张，得到所述风险区域，并根据所述风险区域的边界点确定所述风险起点和所述风险终点。
28、可选地，所述根据所述多个碰撞航线点，从所述绕障路径上确定多个定位点，包括：
29、根据各碰撞航线点在所述风险区域的位置，将所述各碰撞航线点投影至所述绕障路径上，得到所述各碰撞航线点对应的定位点。
30、可选地，所述对所述多个定位点进行扩展，得到多个期望点，包括：
31、确定每个定位点对应碰撞航线点至所述每个定位点的方向为所述每个定位点的外推方向；
32、将所述多个定位点沿着所述多个定位点的外推方向扩展预设距离，得到所述多个期望点。
33、可选地，所述根据所述用户点，在所述三维栅格地图所在的三维空间内，对所述无人机进行初始航线规划，生成初始规划航线，包括：
34、根据多个所述用户点，分别构建所述三维空间的三个维度下系数未知的多段第一初始三次多项式曲线；每个第一初始三维多项式曲线的一个端点用于表征一个用户点；
35、以最小化二阶导数平方的积分为求解目标、所述用户点的状态约束为求解约束，对所述第一初始三次多项式曲线进行建模，得到第一航线数学模型，其中，所述用户点的位置约束包括：起点的状态约束、终点的状态约束、途径点位置约束、分段曲线间的连续性约束；
36、对所述第一航线数学模型进行求解，得到系数已知的多段第一目标三次多项式曲线；
37、根据多段所述第一目标三次多项式曲线采样，得到所述多个初始三维航线点，并根据所述多个初始三维航线点生成所述初始规划航线。
38、可选地，所述根据所述多个期望点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
39、根据所述风险起点、所述风险终点以及所述多个期望点，分段构建所述三个维度下系数未知的多段第二初始三次多项式曲线，每个第二初始三维多项式曲线的一个端点用于表征所述风险起点、所述风险终点或者任一期望点；
40、以最小化二阶导数平方的积分为第一求解目标、最小化多项式曲线的端点与所述期望点的距离为第二求解目标，所述风险起点的状态约束、所述风险终点的状态约束以及分段曲线间的连续性约束为求解约束，对每段所述第二初始三次多项式曲线进行建模，得到第二航线数学模型；
41、对多个所述第二航线数学模型进行求解，得到多段第二目标三次多项式曲线；
42、根据所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机的航线规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述无人机在所述三维空间内的目标规划航线，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述碰撞检测结果，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述目标规划航线，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线碰撞检测，得到碰撞检测结果，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
6.根据权利要求5所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述根据所述风险起点、所述风险终点以及所述多个碰撞航线点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
7.根据权利要求5所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述确定所述风险区域的风险起点、风险终点以及多个碰撞航线点，包括：
8
9.根据权利要求6所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述对所述多个定位点进行扩展，得到多个期望点，包括：
10.根据权利要求1所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述根据所述用户点，在所述三维栅格地图所在的三维空间内，对所述无人机进行初始航线规划，生成初始规划航线，包括：
11.根据权利要求6所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述根据所述多个期望点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
12.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至11任一所述的无人机的航线规划方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种无人机的航线规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述无人机在所述三维空间内的目标规划航线，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述碰撞检测结果，对所述初始规划航线进行航线调整，得到所述目标规划航线，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述三维栅格地图上所述占据栅格，对所述初始规划航线碰撞检测，得到碰撞检测结果，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
6.根据权利要求5所述的无人机的航线规划方法，其特征在于，所述根据所述风险起点、所述风险终点以及所述多个碰撞航线点，对所述风险区域进行局部规划，得到所述风险区域的避障航线，包括：
7.根据权利要求5所述的无人机的航线规划方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄文，宋玺至，白晨旴，涂强，谷靖，
申请(专利权)人：广东汇天航空航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。