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龙图腾网获悉赛飞特工程技术集团有限公司申请的专利一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法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：CN120428758B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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：202510897020.1，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法是由李迪;吕伟;张雅静;赵彩虹;杨晓婷;张晓设计研发完成，并于2025-07-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法在说明书摘要公布了：本申请涉及无人机控制技术领域，特别是涉及一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法，包括：飞行环境建模步骤，用于将建筑物作为障碍物构建椭圆形的障碍物模型，基于飞行区域的高程信息和障碍物模型的分布构建三维飞行环境模型，三维路径获取步骤，用于进行路径搜索输出飞行路径，三维路径平滑步骤，用于对所述三维路径获取步骤输出的飞行路径的路径点进行平滑处理，得到用于无人机控制的飞行轨迹。本申请通过将能量消耗作为路径规划的核心优化目标有效解决传统方法在路径长度、运动平滑性和能量消耗间的综合决策问题，实现显著延长无人机的任务范围。

本发明授权一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于椭圆切线图法的无人机路径规划方法，其特征在于，包括： 飞行环境建模步骤，确定飞行区域，获取飞行区域内建筑物的地理位置信息、尺寸结构信息，将建筑物作为障碍物构建椭圆形的障碍物模型，基于飞行区域的高程信息和障碍物模型的分布构建三维飞行环境模型； 三维路径获取步骤，连接起点S至终点T的路径ST，基于所述三维飞行环境模型对路径ST进行碰撞检测， 若未发生碰撞，则控制无人机沿路径ST飞行； 若发生碰撞，则执行路径点获取步骤生成二维基准路径点，并判断起点S和终点T的高度是否相同； 若相同，则基于绕行策略或爬升策略生成绕过障碍物的飞行路径； 若不同，则生成备选路径并基于一飞行能量消耗模型输出所述备选路径中消耗最低的飞行路径，其中，基于所述二维基准路径点获取起点S至终点T之间的n个路径点，每个路径点配置有绕行策略和爬升策略，生成个备选路径，根据备选路径分解无人机飞行动作为起飞阶段、降落阶段、水平飞行阶段，基于起飞阶段的能耗、降落阶段的能耗、水平飞行阶段的能耗构建所述飞行能量消耗模型，利用所述飞行能量消耗模型输出所述备选路径中能量消耗最低的飞行路径，所述飞行能量消耗模型表示为如下计算模型： ； 三维路径平滑步骤，对所述三维路径获取步骤输出的飞行路径的路径点进行平滑处理，得到用于无人机控制的飞行轨迹， 所述路径点获取步骤包括：将所述三维飞行环境模型投影为二维平面障碍图，利用改进椭圆切线图法生成起点S至终点T的二维基准路径点；所述路径点获取步骤进一步包括： 路径初始化步骤，初始化一路径节点集合、候选节点队列、碰撞障碍物集合为空集，路径节点集合表示为Path，候选节点队列表示为C，碰撞障碍物集合表示为B； 双向搜索路径步骤，将起点S添加至路径节点集合Path，将终点T添加至候选节点队列C作为预设终点执行路径碰撞检测步骤，生成起点S至终点T的第一候选路径集，并将终点T添加至路径节点集合Path，将起点S添加至候选节点队列C作为预设终点执行路径碰撞检测步骤，迭代生成终点T至起点S的第二候选路径集，基于所述第一候选路径集、第二候选路径集建立双向路径拓扑图，记录无碰撞路径节点及其连接关系，利用双向搜索测量进行路径规划，将起点S和终点T互为目标点，同时进行路径碰撞检测步骤，找到由起点S至终点T和由终点T至起点S的避障候选路径； 最优路径筛选步骤，合并所述第一候选路径集、第二候选路径集，通过一路径代价矩阵计算各路径总长度，路径代价矩阵中每个元素表示从某一节点到另一节点的无碰撞路径长度，基于带权长度，若存在障碍阻挡，则赋以无限大值，采用Dijkstra算法在所述双向路径拓扑图中选择路径总长度最小的无碰撞路径，输出全局最短路径的二维基准路径点； 其中，碰撞检测过程中，采用切线图法生成候选临时路径，并基于预设启发式规则选择所述候选临时路径中的一条临时路径进行路径生成； 所述路径碰撞检测步骤包括： 获取所述路径节点集合Path中的末端节点O，获取候选节点队列C中的末端节点为目标节点D，连接末端节点O和目标节点D得到路径段OD进行碰撞检测，若检测到发生碰撞，则重新规划路径，直至路径到达预设终点且无障碍物碰撞，生成候选路径； 所述路径碰撞检测步骤进一步包括： S401：获取所述路径节点集合Path中的末端节点O，作为当前扩展路径的起始节点； S402：对路径段OD进行碰撞检测，若不与障碍物相交，则将目标节点D自候选节点队列C移至路径节点集合Path中，否则，执行步骤S403进行路径修正； S403：确定第一个碰撞障碍物Obs，获取末端节点O与碰撞障碍物Obs的第一切线、第二切线并获取终点T与碰撞障碍物Obs的第三切线、第四切线，基于第一切线、第三切线的交点N1和第二切线、第四切线的交点N1′生成二候选临时路径； S404：基于预设启发式规则在交点N1和交点N1′之间确定一最优交点N*，作为当前候选路径的中继点； S405：连接最优交点N*和末端节点O进行碰撞检测，若不与障碍物相交，则将最优交点N*加入路径节点集合Path中，并将最优交点N*作为新的末端节点O进行循环迭代，否则，将最优交点N*加入候选节点队列C中，并将碰撞障碍物Obs加入碰撞障碍物集合B中； S406：若候选节点队列C为非空，则获取候选节点队列C中的目标节点D′，重复上述步骤，连接末端节点O和目标节点D′进行碰撞检测； 在候选节点队列存在未被处理的路径点时，可重复进行上述步骤S402至步骤S405，直至成功生成到达终点、无碰撞的完整路径。

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