中国民用航空总局第二研究所符玺获国家专利权
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龙图腾网获悉中国民用航空总局第二研究所申请的专利一种城市低空无人机飞行路径优化方法及系统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:CN121230740B 。
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:202511769317.6,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种城市低空无人机飞行路径优化方法及系统是由符玺;胡鹏;曾薪月;杨欣宜;曹磊设计研发完成,并于2025-11-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种城市低空无人机飞行路径优化方法及系统在说明书摘要公布了:本申请涉及一种城市低空无人机飞行路径优化方法及系统,涉及无人机路径优化技术领域,包括:获取目标飞行区域的三维建筑地图,标注飞行起点和终点位置,确定初始飞行路径;构建快速气流模拟器,结合宏观气流数据,获得微观气流数据;基于当前时刻的微观气流数据,结合目标型号无人机的性能参数,计算执行初始飞行路径的路径成本;以三维建筑地图、目标型号无人机为约束,以最低路径成本为目标,对初始飞行路径进行迭代优化,获得最优飞行路径。本发明解决了传统无人机路径规划中,因城市低空复杂的建筑环境导致难以预判航线上风向和风速,仅从单一距离维度规划路径,无法适配城市低空气流差异,影响无人机飞行安全的问题。
本发明授权一种城市低空无人机飞行路径优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种城市低空无人机飞行路径优化方法,其特征在于,包括: 获取目标飞行区域的三维建筑地图,基于三维建筑地图,标注飞行起点位置和终点位置,以起点位置、终点位置、三维建筑地图为约束,获取距离最短的飞行路径,作为初始飞行路径; 基于目标飞行区域的三维建筑地图,获得目标飞行区域的快速气流模拟器,基于所述快速气流模拟器和宏观气流数据,获得目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据,所述宏观气流数据和微观气流数据均包括风速和风向; 基于当前时刻目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据,结合目标型号无人机的性能参数,计算目标型号无人机执行初始飞行路径的路径成本; 以目标飞行区域的三维建筑地图、目标型号无人机为约束,以最低路径成本为目标,对所述初始飞行路径进行迭代优化,获得最优飞行路径; 基于目标飞行区域的三维建筑地图,获得目标飞行区域的快速气流模拟器,基于所述快速气流模拟器和宏观气流数据,获得目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据,包括: 提取目标飞行区域的宏观气流数据; 基于目标飞行区域的三维建筑地图,训练获得目标飞行区域的快速气流模拟器; 将目标飞行区域的宏观气流数据输入所述快速气流模拟器,获得目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据; 基于目标飞行区域的三维建筑地图,训练获得目标飞行区域的快速气流模拟器,包括: 基于目标飞行区域的三维建筑地图,结合流体力学模型,建立原始气流模拟器; 基于测风无人机,搭载气流传感设备,测量目标飞行区域多个子区域的实际气流数据,作为样本微观气流数据,并实时获取目标飞行区域的宏观气流数据,作为样本宏观气流数据; 使用样本宏观气流数据和样本微观气流数据,对原始气流模拟器的模拟结果进行修正,获得目标飞行区域的气流模拟器; 将目标飞行区域的宏观气流数据输入所述气流模拟器,获得目标飞行区域多个子区域的预测气流数据; 采集目标飞行区域多个时刻的宏观气流数据,以及多个时刻的宏观气流数据对应的气流模拟器预测得到的多个子区域的微观气流数据,作为样本预测气流数据集; 使用所述样本预测气流数据集,训练得到所述快速气流模拟器,获得目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据; 基于当前时刻目标飞行区域中多个子区域的微观气流数据,结合目标型号无人机的性能参数,计算目标型号无人机执行初始飞行路径的路径成本,包括: 基于快速气流模拟器,获取无人机初始飞行路径上途经的N个子区域的微观气流数据; 基于无人机型号和N个子区域的微观气流数据,预估目标型号无人机在初始飞行路径上N个子区域的预计耗时和预计耗能,加和所述N个子区域的耗时和耗能,获得目标型号无人机在初始飞行路径上的路径耗时、路径耗能; 基于预设权重,对所述路径耗时、路径耗能值归一化后加权求和,获得目标型号无人机在执行初始飞行路径时的路径成本; 基于无人机型号和N个子区域的微观气流数据,预估无人机在初始飞行路径上N个子区域的预计耗时和预计耗能,包括: 基于目标无人机的型号,获取目标无人机的性能参数,其中,所述性能参数包括爬升速度、爬升能耗、平飞速度及平飞能耗; 基于目标无人机的初始飞行路径,获取目标无人机在N个子区域内的爬升高度、平飞距离、飞行方向,以及N个子区域的微观气流数据,作为目标无人机在初始飞行路径的飞行工况信息; 基于目标无人机的飞行工况信息,结合无人机的性能参数,计算获得目标无人机在N个子区域的预计耗时、预计耗能。
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