恭喜国网电力空间技术有限公司;国家电网有限公司邹彪获国家专利权
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龙图腾网恭喜国网电力空间技术有限公司;国家电网有限公司申请的专利一种无人机运动规划方法及装置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:CN119356375B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18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:202411932859.6,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种无人机运动规划方法及装置是由邹彪;朱跃;任伟达;王宁;朱晓康;高煜博;朱松涛;方腾;郑杰;郭晓冰;熊玮设计研发完成,并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种无人机运动规划方法及装置在说明书摘要公布了:本发明涉及无人机技术领域,公开了一种无人机运动规划方法及装置,所述方法包括:利用无人机当前位置、目标节点位置、最近障碍物信息,计算总势能;根据无人机已飞行路线计算路径成本;计算无人机当前飞行范围内障碍物密度;利用总势能、路径成本、障碍物密度、无人机当前位置、目标节点位置计算总代价数值;利用总代价数值在地图模型进行无人机飞行至目标节点的路径规划,得到待优化路径;将地图模型、待优化路径、无人机真实飞行状况数据映射至三维栅格矩阵,得到实际三维栅格矩阵;在实际三维栅格矩阵中,对映射后的待优化路径依次进行速度优化、转弯优化、电池能耗优化,得到目标路径;本发明可以提高无人机对动态障碍物的安全避让效果。
本发明授权一种无人机运动规划方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种无人机运动规划方法,其特征在于,包括:获取障碍物点云数据,进行三维重建,得到地图模型;根据地图模型,获取无人机当前位置、目标节点位置、最近障碍物信息;最近障碍物信息包括最近障碍物中心位置与最近障碍物边缘任意一点的距离的最大值;基于人工势场方法,利用无人机当前位置、目标节点位置、最近障碍物信息,计算得到总势能;获取无人机已飞行路线,根据已飞行路线计算路径成本;路径成本反映已飞行的总距离;根据无人机能够飞行的最远距离、无人机当前位置,在地图模型中确定飞行范围,计算得到飞行范围内障碍物密度;所述障碍物密度反映飞行范围内障碍物分布疏密程度;将总势能、路径成本、障碍物密度、无人机当前位置、目标节点位置输入预设代价函数,输出总代价数值;所述预设代价函数用于计算无人机飞行至目标节点的总代价数值;基于人工势场方法,利用总代价数值在地图模型进行无人机飞行至目标节点的路径规划,得到待优化路径;将地图模型、待优化路径、无人机真实飞行状况数据映射至三维栅格矩阵,得到用于模拟无人机飞行的实际三维栅格矩阵;在实际三维栅格矩阵中,对映射后的待优化路径依次进行速度优化、转弯优化、电池能耗优化,得到目标路径;所述目标路径用于控制无人机飞行至目标节点;其中,基于人工势场方法,利用无人机当前位置、目标节点位置、最近障碍物信息,计算得到总势能,包括:根据无人机当前位置、目标节点位置,确定无人机和目标节点的吸引势能;根据无人机当前位置、最近障碍物信息,确定无人机和最近障碍物的排斥势能;将吸引势能和排斥势能的总和作为总势能;其中,根据无人机当前位置、目标节点位置,确定无人机和目标节点的吸引势能,包括:根据无人机当前位置、目标节点位置,计算得到无人机当前位置到目标节点的第一欧式距离;根据第一欧式距离和预设吸引势权重,计算无人机和目标节点的吸引势能;所述预设吸引势权重用于调节吸引势能强度;根据无人机当前位置、最近障碍物信息,确定无人机和最近障碍物的排斥势能,包括:根据无人机当前位置、最近障碍物位置,计算得到无人机当前位置到最近障碍物的第二欧式距离;按如下公式,根据第二欧式距离、最近障碍物中心位置与最近障碍物边缘任意一点的距离的最大值、和预设排斥势权重,计算得到无人机和最近障碍物的排斥势能:Ub=Kb×max0,Db-Rb2;式中,Ub为排斥势能,Kb为预设排斥势权重,用于调节排斥势的强度,Db为第二欧式距离,Rb为最近障碍物中心位置与最近障碍物边缘任意一点的距离的最大值。
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