CN111158402A - 一种物流运输无人机飞行路径规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物流运输无人机飞行路径规划方法，涉及无人机技术领域，包括以下步骤：步骤S1、根据航点与地图高度数据确定无人机第一飞行路径；步骤S2、根据航点分布信息确定无人机第二飞行路径；步骤S3、综合评估通过第一飞行路径或第二飞行路径得到的无人机飞行路径，得到最终的无人机飞行路径。该物流运输无人机飞行路径规划方法通过利用无人机直接将小件物品送到人们手中，将会大幅减少快递人员，节省大量人力，极大的将快递公司的运营成本进行降低，并且在提高运输效率的基础上，减少了道路交通拥堵的情况，避免人们出现不便的问题发生，利用无人机进行物流的运输，同时大大降低人力运输所产生的风险，将快递员的工作风险降到了最低。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种物流运输无人机飞行路径规划方法。
背景技术
无人机机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。快递公司使用无人飞行器来运送小型包裹。该“无人机”内置导航***，预先设置目的地和路径，“无人机”会自动到达目的地。
现有的物流运输大都是通过人力进行物件的排送，这种派送方式不仅存在提高了快递公司的运营成本，还使物流的运输效率降低，物品无法短时间快速的送达至客户手中，并造成了道路交通拥堵，造成了人们日常生活的出行带来了极大的不便。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种物流运输无人机飞行路径规划方法，解决了现有的物流运输大都是通过人力进行物件的排送，这种派送方式不仅存在提高了快递公司的运营成本，还使物流的运输效率降低，物品无法短时间快速的送达至客户手中，并造成了道路交通拥堵，造成了人们日常生活的出行带来了极大的不便的问题。
本发明提供如下技术方案：一种物流运输无人机飞行路径规划方法，包括以下步骤：
步骤S1、根据航点与地图高度数据确定无人机第一飞行路径；
步骤S2、根据航点分布信息确定无人机第二飞行路径；
步骤S3、综合评估通过第一飞行路径或第二飞行路径得到的无人机飞行路径，评估因素包括无人机的飞行时间、无人机的飞行能耗以及无人机的飞行距离，之后根据两飞行路径的评估结果选择其中一种,得到最终的无人机飞行路径。
进一步的,所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11、从地图数据库中读取带有建筑物高度数据的地图；
步骤S12、从建筑物高度数据中，计算平均值；
步骤S13、在地图数据中，以计算出的平均值为截取高度，截取对应的等高度平面图；
步骤S14、根据航点间的连线，以航线与建筑物之间相连部分，取一点作为弯曲点，以弯曲点和建筑物最高点进行弯曲，使连线不穿过任何建筑物覆盖面；
步骤S15、将得到连线的高度提升预定数值，接着连线的两端分别连接起点与终点，然后将连线两端进行曲线平滑处理，得到第一飞行路径。
进一步的,所述步骤S12中的计算平均值具体为计算算术平均值。
进一步的,所述步骤S14中的对连线进行弯曲时，保持连线的曲线平滑。
进一步的,所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21、获取航点间的垄点信息，所述的垄点为基于待作业地块的地势起伏，根据预设打点规则，按照待作业地块的被作业对象的垄势走向所选取的点；
步骤S22、根据航点信息，将各垄点显示在待作业地块地图的相应位置；
步骤S23、接收用户的航线生成指令，接收用户选取的航点并生成航线，并根据生成的航线，在需要跨越建筑物时候依序连接各垄点生成无人机飞行路径；
步骤S24、根据航点信息，计算无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行轨迹，得到第二飞行路径。
进一步的,所述步骤S2中的航点信息为地理位置信息，根据相邻两个所述航点的地理位置信息，计算无人机路径相邻两个航点之间的相对方位，根据相对方位，生成无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行路径。
进一步的，所述步骤S14、S23中接收用户的航线生成指令，并根据航线生成指令，依序连接各航点生成无人机飞行路径，包括：接收用户区域内的航点的点击指令，根据航点生成飞行路径。
进一步的,根据权利要求5所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，根据点击指令和点击顺序，依序将用户点击的目标航点显示在排序区域，依序连接排序区域中的目标航点，生成无人机飞行路径。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种物流运输无人机飞行路径规划方法，具备以下有益效果：
该物流运输无人机飞行路径规划方法，通过利用无人机直接将小件物品送到人们手中，将会大幅减少快递人员，节省大量人力，极大的将快递公司的运营成本进行降低，并且在提高运输效率的基础上，减少了道路交通拥堵的情况，避免人们出现不便的问题发生，利用无人机进行物流的运输，同时大大降低人力运输所产生的风险，将快递员的工作风险降到了最低，解决了现有的物流运输大都是通过人力进行物件的排送，这种派送方式不仅存在提高了快递公司的运营成本，还使物流的运输效率降低，物品无法短时间快速的送达至客户手中，并造成了道路交通拥堵，造成了人们日常生活的出行带来了极大的不便的问题。
该物流运输无人机飞行路径规划方法，通过识别建筑物的高度，确保无人机处于安全高度，避免无人机与建筑物的顶面边缘发生碰撞，致使无人机损坏的情况发生。
该物流运输无人机飞行路径规划方法，根据用户给出的航点按顺序排列并生成航线，使载有货品的无人机能够进行多点之间的自动飞行完成派送任务，大大节省了物流派送时间和人力成本。
附图说明
图1：本发明总体步骤流程图；
图2：生成第一飞行路径的流程图；
图3：生成第二飞行路径的流程图；
图4：第一飞行路径示意图；
图5：第二飞行路径示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种物流运输无人机飞行路径规划方法，航点间的垄点已知时，包括以下步骤：
S1、根据航点与地图高度数据确定无人机第一飞行路径。
S2、根据航点分布信息确定无人机第二飞行路径。
S3、综合评估通过第一飞行路径或第二飞行路径得到的无人机飞行路径，评估方面可包含无人机的飞行时间、无人机的飞行能耗以及无人机的飞行距离，之后根据可根据两飞行路径的评估结果选择哪种飞行路径。
具体的，所述步骤S1中生成的第一飞行路径如图2所示，步骤S1具体包括以下步骤：
S11、从地图数据库中读取带有建筑物高度数据的地图。
S12、从建筑物高度数据中，计算平均值。
S13、在地图数据中，以计算出的平均值为截取高度，截取对应的等高度平面图。
S14、对于平面图上起点与终点之间的连线，以连线穿过建筑物覆盖面的部分，取一点作为弯曲点，以弯曲点和建筑物最高点对连线进行弯曲，使连线不穿过任何建筑物覆盖面，具体飞行路径中存在无建筑物区域时，规划无建筑物区域最短直线飞行路径。
S15、将得到连线的高度提升预定数值，接着连线的两端分别连接起点与终点，然后将连线两端进行曲线平滑处理，得到第一飞行路径，如图4所示。
具体的，步骤S12中的计算平均值具体为计算算术平均值。
具体的，S14中的对连线进行弯曲时，具体是为了保持连线的曲线平滑。
具体的，所述步骤S2中生成的第一飞行路径如图3所示，S2具体包括以下步骤：
S21、获取航点间的垄点信息，垄点为基于待作业地块的地势起伏，根据预设打点规则，按照待作业地块的被作业对象的垄势走向所选取的点。
S22、根据航点信息，将各垄点显示在待作业地块地图的相应位置。
S23、接收用户的航点并生成航线，并根据生成的航线，在需要跨越建筑物时候依序连接各垄点生成无人机飞行路径。
S24、根据航点信息，计算无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行轨迹，得到第二飞行路径，如图5所示。
具体的，步骤S2中的航点信息为地理位置信息，根据相邻所述两个航点的地理位置信息，计算无人机路径相邻两个航点之间的相对方位，根据相对方位，生成无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行路径。
具体的，步骤S23中接收用户的航线生成指令，并根据航线生成指令，依序连接各航点生成无人机飞行路径，包括：接收用户区域内的航点的点击指令，按照航点顺序生成航线、飞越建筑物时通过连接垄点生成飞行路径。
具体的，根据用户给出的目标航点顺序，依序将用户点击的目标航点显示在排序区域，依序连接排序区域中的目标航点，生成无人机飞行路径，物流人员将所需要派送的货品对应安置在每架无人机的载货仓中，并确定无人机携带物品状态牢固，无人机根据排序区域内部的目标航点进行地面搜寻，对附近位置的建筑物进行识别，并与内置的三维数字地图进行精准对照，精确定位后无人机进行降落，等待客户进行收货。
实施例二
根据本发明的实施例二，一种物流运输无人机飞行路径规划方法，航点间的垄点未知时，按照步骤S1进行：
S1、根据航点与地图高度数据确定无人机第一飞行路径。
具体的，S1包括以下步骤：
S11、从地图数据库中读取带有建筑物高度数据的地图，无人机内置地图为三维数字地图，有利于无人机对建筑物高度的准确计算。
S12、从建筑物高度数据中，计算平均值。
S13、在地图数据中，以计算出的平均值为截取高度，截取对应的等高度平面图。
S14、对于平面图上起点与终点之间的连线，以连线穿过建筑物覆盖面的部分，取一点作为弯曲点，以弯曲点对连线进行弯曲，使连线不穿过任何建筑物覆盖面，具体飞行路径中存在无建筑物区域时，规划无建筑物区域最短直线飞行路径。
S15、将得到连线的高度提升预定数值，接着连线的两端分别连接起点与终点，然后将连线两端进行曲线平滑处理，得到第一飞行路径。
具体的，根据用户给出的目标航点顺序，依序将用户点击的目标航点显示在排序区域，依序连接排序区域中的目标航点，生成无人机飞行路径，物流人员将所需要派送的货品对应安置在每架无人机的载货仓中，并确定无人机携带物品状态牢固，无人机根据排序区域内部的目标航点进行地面搜寻，对附近位置的建筑物进行识别，并与内置的三维数字地图进行精准对照，精确定位后无人机进行降落，等待客户进行收货。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、根据航点与地图高度数据确定无人机第一飞行路径；
步骤S2、根据航点分布信息确定无人机第二飞行路径；
步骤S3、综合评估通过第一飞行路径或第二飞行路径得到的无人机飞行路径，评估因素包括无人机的飞行时间、无人机的飞行能耗以及无人机的飞行距离，之后根据两飞行路径的评估结果选择其中一种,得到最终的无人机飞行路径。
2.根据权利要求1所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11、从地图数据库中读取带有建筑物高度数据的地图；
步骤S12、从建筑物高度数据中，计算平均值；
步骤S13、在地图数据中，以计算出的平均值为截取高度，截取对应的等高度平面图；
步骤S14、根据航点间的连线，以航线与建筑物之间相连部分，取一点作为弯曲点，以弯曲点和建筑物最高点进行弯曲，使连线不穿过任何建筑物覆盖面；
步骤S15、将得到连线的高度提升预定数值，接着连线的两端分别连接起点与终点，然后将连线两端进行曲线平滑处理，得到第一飞行路径。
3.根据权利要求2所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S12中的计算平均值具体为计算算术平均值。
4.根据权利要求2所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S14中的对连线进行弯曲时，保持连线的曲线平滑。
5.根据权利要求1所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21、获取航点间的垄点信息，所述的垄点为基于待作业地块的地势起伏，根据预设打点规则，按照待作业地块的被作业对象的垄势走向所选取的点；
步骤S22、根据航点信息，将各垄点显示在待作业地块地图的相应位置；
步骤S23、接收用户的航线生成指令，接收用户选取的航点并生成航线，并根据生成的航线，在需要跨越建筑物时候依序连接各垄点生成无人机飞行路径；
步骤S24、根据航点信息，计算无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行轨迹，得到第二飞行路径。
6.根据权利要求1所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2中的航点信息为地理位置信息，根据相邻两个所述航点的地理位置信息，计算无人机路径相邻两个航点之间的相对方位，根据相对方位，生成无人机路径中相邻两个航点之间的无人机按垄仿地飞行路径。
7.根据权利要求1或5所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，所述步骤S14、S23中接收用户的航线生成指令，并根据航线生成指令，依序连接各航点生成无人机飞行路径，包括：接收用户区域内的航点的点击指令，根据航点生成飞行路径。
8.根据权利要求5所述的一种物流运输无人机飞行路径规划方法，其特征在于，根据点击指令和点击顺序，依序将用户点击的目标航点显示在排序区域，依序连接排序区域中的目标航点，生成无人机飞行路径。
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