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龙图腾网获悉山东理工大学申请的专利一种基于衍射原理的无人直升机航线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：CN116858236B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24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：202310696189.1，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权一种基于衍射原理的无人直升机航线规划方法是由刘丽峰;牛宗伟;范俊甫;杨朝斌;范学忠设计研发完成，并于2023-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于衍射原理的无人直升机航线规划方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于衍射原理的无人直升机航线规划方法，其步骤为：1构建地形威胁模型Tt，2计算航迹点优选数据集B，3初步遴选最优飞行航线fpb，4动态调整飞行航线，构建实时飞行航线集，5更新初始最优航线，生成实时最优航线fpn，6采用3次B样条曲线方法和航线优选算法改进最优初始航线，实现航线可飞行性优化。本发明是考虑到地形威胁特征、飞行安全性和飞机性能等的航线选优问题。其算例结果表明，利用光线衍射原理在复杂威胁环境下能实现自动航线生成，该方法能够给无人直升机提供有效飞行服务同时提高了飞行的安全性和可靠性。

本发明授权一种基于衍射原理的无人直升机航线规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于衍射原理的无人直升机航线规划方法，其特征采用以下实现步骤： 1构建地形威胁模型Tt，数学描述如下： 公式1中，Ttx，y表示横坐标x及纵坐标y处的地形威胁模型值，xmin和xmax分别表示规划空域内横坐标的最小值和最大值；ymin和ymax分别表示规划空域内纵坐标的最小值和最大值，单位为公里；的是一种-x2-y+12次方指数函数； 2计算航迹点优选数据集B： 首先利用公式2～3得到x轴坐标矢量Vx和y轴坐标适量Vy： Vx＝xi＝[x1，x2…xm]2 公式2～3中，[]为矩阵符号，xi、yi分别为第i个横坐标和纵坐标分量，m、n分别为x轴和y轴坐标矢量元素总数； 然后利用公式4～6得到x轴坐标矢量Vx和y轴坐标适量Vy离散矩阵Mx、My，并将Mx、My代入公式1计算出对应的地形威胁模型的离散矩阵MT： MT＝TtMx，My6 最后利用公式7～10计算最短航线的缓冲区对MT进行航迹点优选得到航迹点优选数据集B； [xbi，ybi]＝bufferm[xixi+ins]，[ysye]，dbf，opt，xi∈xs，xe，i＝1,2，…n7 xbs＝[xbj,xb2，...，xbn]8 ybs＝[yb1,yb2，...，ybn]9 [ini，oni]＝inpolygonMx，My，xbi，ybi，i＝1,2，...n10 xis＝xini11 yis＝yini12 zis＝Ttxis，yis13 B＝[xis，yis，zis]14 公式4～9中，onesn，1、ones1，m分别表示生成n行1列和1行m列的全是1的矩阵，xbi、ybi分别表示生成的最优航线缓冲区边界集的横坐标和纵坐标，ins、n分别为为产生横坐标xi缓冲区的坐标增量和缓冲区总数，xs、ys、xs、ys分别为起始点的纵横坐标和目标点的纵横坐标，bufferm、dbf、opt分别为产生缓冲区的函数、生成缓冲区的距离和选择生成内部或者外部缓冲区的参数，xbs、ybs分别为最短航线的缓冲区边界点集的横坐标和纵坐标；公式10～14中，ini、oni分别表示位于第i个缓冲区内部和边界上的地形威胁离散点的序号，inpolygon表示判断点是否在多边形内部的函数，xis、yis、zis分别表示最短航线的缓冲区内部点集的x坐标、y坐标和z坐标，[]为矩阵符号； 3初步遴选最优飞行航线fpb： fpb＝minsumziszis＞015 fpb＝[fpxfpyfpz]16公式15～16中，min，sum分别为求最小值及求和的函数，通过fpb计算航迹点的地形威胁之和的最小值，获取限制航线高程的初步最优航线，fpx、fpy、fpz分别表示初步优选航迹点集的x坐标、y坐标和z坐标； 4动态调整飞行航线，构建实时飞行航线集 首先利用公式13～14产生突发威胁时，构建新威胁模型Tj，并更新地形威胁模型表示为Tn： Tnx，y＝Ttx，y+Tjx，y18 公式17～18中，Tj、Tn、tm分别为新威胁模型、更新后的威胁模型和新威胁总数，xoi，yoi和xsi，ysi分别表示第i个新威胁中心点的平面坐标和沿x、y方向下降的参数； 然后利用公式19～25利用新威胁模型最大影响边界对受影响的航线段进行选取，生成需要调整的航线段集合TB： [c，h]＝contourTj19 hv＝h.LevelListh.LevelList＞020 [hmnv，hmnix]＝minhv21 [rwcw]＝findabscrr，cc-hvhmnixvths22 [xx，yy]＝buffermx1,y1,dbf,opt23 [in1,on1]＝inpolygonfpx,fpy,xx,yy24 TB＝[fpxin1；fpyin1；hvhmnix]25 公式19～23中，c、h分别表示生成的地形威胁边界集及其句柄，contour、find、abs分别为求等高线函数、搜索函数和求解绝对值的函数，h.LevelList为等高线级别对应的高程值，hmnv、hmnix分别为新威胁的等高线对应的最小高程值及其序号，hv、rw、cw分别表示影响飞行安全的地形威胁边界集句柄、搜索到的地形威胁边界行的集合和列的集合，vths、rr、cc分别指比较两者相似性的阈值、地形威胁边界集的行和列索引值，xx、yy、x1、y1分别为缓冲区边界的纵横坐标和地形威胁边界的纵横坐标，bufferm、dbf、optf分别为产生缓冲区的函数、生成缓冲区的距离和选择生成内部或者外部缓冲区的参数；公式24～25中，in1、on1分别表示新威胁影响范围内部和边界上的初步最短航线的航迹点的序号，TB表示受到新威胁影响的航迹点集； 利用公式26～30实现受影响航线点集的动态调整，生成新的航迹点集TBN： zs＝linspacefpxin11，fpxin1end，N26 ys＝linspacefpyin11，fpyin1end，N27 zs＝linspacefpzin11，fpzin1end，N28 TBN＝[xs；ys+I；zs]30 公式26～30中，xs、ys、zs分别表示优选后的航迹点集x坐标、y坐标和z坐标，linspace、sin分别为用于产生fpxin11，fpxin1end之间的N点行线性的矢量函数和求正弦值的函数，N、N0分别表示将调整航线段分为离散点的总数和突发威胁的总数，C0、C1、C2分别表示控制航段调整方向、大小和形状的参数，end表示最后，在in1end中表示矢量in1的最后一个元素； 5更新初始最优航线，生成实时最优航线fpn： fpax＝[fpx1…fpxin1-1xs…fpxend]31 fpny＝[fpy1…fpyin1-1ys+I…fpyend]32 fpnz＝[fpz1…fpzin1-1zs…fpzend]33 fpn＝[fpnx；fpny；fpnz]34 公式31～34中，fpn、fpnx、fpny、fpnz分别表示初始最优航线更新后航线和航迹点集x坐标、y坐标、z坐标； 6采用3次B样条曲线方法和航线优选算法改进最优初始航线，实现航线可飞行性优化。

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