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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利用于无人机路径规划和跟踪控制的方法、系统及电子设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115981374B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310176475.5，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权用于无人机路径规划和跟踪控制的方法、系统及电子设备是由王钢;周子煜;孙健;陈杰设计研发完成，并于2023-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于无人机路径规划和跟踪控制的方法、系统及电子设备在说明书摘要公布了：本发明公开一种用于无人机路径规划和跟踪控制的方法、系统及电子设备，涉及路径规划技术领域，确定第i×N个第一离散点的无人机位置、第k个第一离散点的无人机状态和控制量；进行一次优化，得到各个第一离散点的一次优化无人机状态从而确定初始路径；确定第m个第二离散点的无人机状态、控制量和第i个轨迹段的离散时间间隔；进行二次优化，得到时间最短路径并插值得到参数化路径；基于初始第一离散路程和初始路径间隔，确定第a个第三离散点的无人机位置、无人机状态和控制量；进行三次优化，得到在各个第三离散点的轨迹跟踪无人机状态和轨迹跟踪控制量；从而控制无人机飞行。本发明提高路径规划效率的同时，保证规划出的路径时间最短。

本发明授权用于无人机路径规划和跟踪控制的方法、系统及电子设备在权利要求书中公布了：1.一种用于无人机路径规划和跟踪控制的方法，其特征在于，所述方法包括： 确定Nwp个路标点位置和出发点，从而确定Nwp个轨迹段；Nwp1； 在每个所述轨迹段上均确定N个第一离散点，从而确定N×Nwp个第一离散点；N1； 初始化无人机状态和控制量，得到初始状态和初始控制量；所述状态包括位置、速度和姿态四元数；所述控制量包括：推力和角速度； 基于所述初始状态和所述初始控制量，确定第i×N个第一离散点的无人机位置、第k个第一离散点的无人机状态和第k个第一离散点的控制量；i＝1,2,…,Nwp；k＝1,2,…,N×Nwp； 基于第一约束条件，对所有第一离散点的无人机状态和所有第一离散点的控制量进行优化，得到各个第一离散点的一次优化无人机状态和一次优化控制量；所述第一约束条件为同时满足第一路标点位置约束、第一无人机动力学约束和最小控制约束的条件，所述第一路标点位置约束是关于第i×N个第一离散点的无人机位置和第i个路标点位置的函数，所述第一无人机动力学约束是关于第k个第一离散点的无人机状态、第k-1个第一离散点的无人机状态、第k-1个第一离散点的控制量和预设时间间隔的函数，所述最小控制约束是关于第k-1个第一离散点的控制量的函数； 根据所有离散点的一次优化无人机状态确定无人机的初始路径；所述初始路径包括Nwp个轨迹段； 在所述初始路径的每个所述轨迹段上均确定N个第二离散点，从而确定N×Nwp个第二离散点； 基于所述初始状态、所述初始控制量、所述预设时间间隔、所有第一离散点的一次优化无人机状态、所有第一离散点的一次优化控制量，确定第m个第二离散点的无人机状态、第m个第二离散点的控制量和初始路径的第i个轨迹段的离散时间间隔；m＝1,2,…,N； 基于第二约束条件，对所有第二离散点的无人机状态、所有第二离散点的控制量和初始路径的所有轨迹段的离散时间间隔进行优化，得到各个第二离散点的最短时间无人机状态，从而确定无人机的时间最短路径；所述第二约束条件为同时满足第二路标点位置约束、第二无人机动力学约束和最短时间约束的条件，所述第二路标点位置约束是关于第i×N个第二离散点的无人机位置和第i个路标点位置的函数，所述第二无人机动力学约束是关于第m×i个第二离散点的无人机状态、第m×i-1个第二离散点的无人机状态、第m×i-1个第二离散点的控制量和第i个所述离散时间间隔的函数；所述最短时间约束是关于是第二路标点位置约束和所述第二无人机动力学约束的函数； 对所述时间最短路径进行多项式插值，得到参数化路径； 在所述参数化路径上确定NT个第三离散点； 初始化第一离散路程，得到初始第一离散路程；初始化路径间隔，得到初始路径间隔；第a离散路程为所述出发点到第a个第三离散点的路程；a＝1,2,…,NT；第a路径间隔为第a+1离散路程与第a离散路程的差； 基于所述初始第一离散路程和所述初始路径间隔，确定第a个第三离散点的无人机位置、第a个第三离散点的无人机状态和第a个第三离散点的控制量； 基于第三约束条件，对所述路径间隔、所述第一离散路程、所有第三离散点的无人机状态和所有第三离散点的控制量进行优化，得到在各个第三离散点的轨迹跟踪无人机状态和轨迹跟踪控制量；所述第三约束条件为同时满足路程约束和第三无人机动力学约束的条件，所述路程约束是关于参数化路径上第a个第三离散点的位置、第a个第三离散点的无人机位置、所述路径间隔、所述第一离散路程的函数；所述第三无人机动力学约束是关于第a个第三离散点的无人机状态、第a-1个第三离散点的无人机状态、第a-1个第三离散点的控制量和所述预设时间间隔的函数； 基于所有第三离散点的轨迹跟踪控制量控制无人机飞行。

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