南京航空航天大学冯棣坤获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种考虑空地协同风险的无人机运行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:CN116929358B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14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:202310656580.9,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权一种考虑空地协同风险的无人机运行路径规划方法是由冯棣坤;张洪海;杜森;钟罡;张金鹏设计研发完成,并于2023-06-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑空地协同风险的无人机运行路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑空地协同风险的无人机运行路径规划方法,面向无人机城市运行场景,属于无人机路径规划技术领域。首先采用栅格法对规划区域进行精细化三维建模,构建空域栅格环境;随后在标定规划区域内根据建筑物位置和运行要求划设保护区,以空中碰撞风险与地面撞击风险指标量化栅格中的无人机运行风险;之后获取配送需求点、物流网点、保护区位置信息以及无人机性能参数;最后在满足间隔限制与无人机性能约束的条件下,以最小化航路成本为目标函数,采用A*算法搜索最优航路,从而生成最优航路集。本发明在精细化无人机运行风险评估前提下,实现了高效无人机运行路径规划。
本发明授权一种考虑空地协同风险的无人机运行路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种考虑空地协同风险的无人机运行路径规划方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤S1:对规划区域采用栅格法进行三维建模,构建低空无人机运行栅格环境,确定无人机运行低空区域范围,将所选区域进行三维立体栅格建模及编码,用坐标表示,且将每个栅格中心作为备选航路点; 步骤S2:在规划区域内划设低空障碍物保护区,针对规划区域中每一个立体栅格,引入以空中碰撞风险与地面撞击风险协同的栅格危险度,以定量描述栅格中无人机的运行风险;具体包括: 步骤S21:在无人机运行空域内,需要对每个建筑物进行保护区划设,保护区范围为以最小外接圆柱包围的立体区域,并对栅格空域进行是否占用判定划分; 步骤S22:构建无人机最小外接圆柱体碰撞保护区,计算每个栅格中与周边以为半径的N个障碍物的各自碰撞概率,并各自定义为独立事件计算总空中碰撞概率: 步骤S23:计算每个栅格坠落的地面风险,,其中分别对应人员损伤、财产损失与噪声影响风险; 步骤S24:计算每个栅格的栅格危险度:; 步骤S3:获取配送需求点、物流网点、保护区位置信息以及无人机性能参数; 步骤S4:考虑复杂低空环境限制和无人机性能约束,以最小化航路成本作为目标函数,采用基于代价函数的改进算法搜索所有目标点间的最优航路,生成最优航路集;具体包括: 步骤S41:设路径中经过某点,计算航程代价: 步骤S42:计算危险度代价: 式中,为危险度惩罚系数,为相应栅格的栅格危险度,为无人机在相应栅格内行进的距离; 步骤S43:计算航路搜索代价函数,设;其中,与分别表示起始点到当前点的实际航程代价与危险度代价,与均为加权系数; 步骤S44:计算启发函数,以当前点与降落坐标点的距离作为启发函数: ; 步骤S45:以最小化航路成本为目标函数,采用基于代价函数的改进算法搜索最优的无人机运行路径。
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