西安冠威信息技术有限公司李鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉西安冠威信息技术有限公司申请的专利一种无人机智能航迹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:CN120947650B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23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:202511475535.9,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种无人机智能航迹规划方法是由李鹏;张博轩;吴轩设计研发完成,并于2025-10-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种无人机智能航迹规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及数据处理技术领域,具体涉及一种无人机智能航迹规划方法,该方法包括:获取任务区域的三维网格地图,评估每个网格的直接风险成本与间接风险成本,并融合为该网格的综合势场值,确定每个网格的势场梯度向量,通过任一目标网格与其邻近网格的势场梯度向量间的方向关系,确定对冲程度,并基于对冲程度对势场梯度向量加权求和,得到表征低风险通道走向的安全走廊引导向量;最后,在基于采样的路径算法每次迭代时,利用该引导向量对随机采样点的位置进行校正,引导路径向低风险区域扩展,生成一条兼顾安全与高效的优化作业航迹,该方法提高了航迹的安全性与任务执行效率。
本发明授权一种无人机智能航迹规划方法在权利要求书中公布了:1.一种无人机智能航迹规划方法,其特征在于,包括: 获取无人机的任务区域的三维网格地图,计算每个网格的直接风险成本和间接风险成本; 直接风险成本是基于如下方式确定的:预先获取任务区域的每个风险源以及在风险等级数据库中查询每个风险源的基础风险分数,对所有风险源在三维网格地图中对应的网格区域之外的网格进行遍历,判断遍历的每个网格与所有风险源之间是否存在视线通联,若该网格与某个风险源存在视线通联,根据该风险源的基础风险分数和该网格与该风险源的距离,计算该风险源对该网格产生的风险值,若该网格与所有风险源不存在视线通联,该网格的直接风险成本为0;若该网格与多个风险源存在视线通联,将所有风险源对该网格产生的风险值进行概率性叠加运算,得到该网格的直接风险成本; 间接风险成本是基于如下方式计算的: 对于任意一个网格,间接风险成本,其中,为该网格处的地面海拔,为该网格处的高度,为自然常数,是以该网格为中心在预设半径内的所有网格处的地面海拔的标准差,为预设的高度影响系数,为预设的地形影响系数; 融合直接风险成本和间接风险成本为每个网格赋予一个综合势场值,并计算每个网格的势场梯度向量: 针对目标网格,计算该目标网格在X轴的正方向和负方向上紧邻的网格的综合势场值之差,得到一个X方向分量;计算该目标网格在Y轴的正方向和负方向上紧邻的网格的综合势场值之差,得到一个Y方向分量;计算该目标网格在Z轴的正方向和负方向上紧邻的网格的综合势场值之差,得到一个Z方向分量;将X方向分量、Y方向分量和Z方向分量合成为该目标网格的势场梯度向量;其中,每个网格的综合势场值用于表征无人机通过该网格时存在的风险大小; 以任意一网格为目标网格,通过分析目标网格的势场梯度向量和每个邻近网格的势场梯度向量之间的方向关系,确定目标网格和每个邻近网格之间的对冲程度: 将目标网格的势场梯度向量与一个邻近网格的势场梯度向量进行点积运算;计算目标网格的势场梯度向量的模和该邻近网格的势场梯度向量的模的乘积;将点积运算的结果除以模的乘积,得到目标网格的势场梯度向量与该邻近网格的势场梯度向量的夹角的余弦值;用1减去夹角的余弦值,得到该目标网格和该邻近网格之间的对冲程度; 基于对冲程度对势场梯度向量进行加权求和,得到目标网格的安全走廊引导向量: 针对目标网格的每一个邻近网格,将该邻近网格的势场梯度向量进行归一化处理,得到该邻近网格的单位梯度向量;将该邻近网格与目标网格之间的对冲程度,作为该邻近网格的权重;将该邻近网格的单位梯度向量与该邻近网格的权重相乘,得到该邻近网格的加权方向向量;将所有邻近网格的加权方向向量进行矢量求和,得到目标网格的安全走廊引导向量; 采用基于采样的路径算法进行引导式航迹规划,包括:在该算法每次生成一个随机采样点以进行路径扩展时,利用该随机采样点在三维网格地图中所对应的网格的安全走廊引导向量对该随机采样点的位置进行校正,以降低该随机采样点处的飞行风险,通过校正后的随机采样点进行路径扩展,最终生成由一系列有序网格构成的航行轨迹。
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