买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网恭喜中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利基于3D激光雷达传感器的无人机三维空间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：CN114815899B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29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：202210650444.4，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权基于3D激光雷达传感器的无人机三维空间路径规划方法是由曹平国;鲁健;宋全军;胡文龙;李晨;潘宏青;李皓;马婷婷;徐湛楠设计研发完成，并于2022-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于3D激光雷达传感器的无人机三维空间路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于3D激光雷达传感器的无人机三维空间路径规划方法，包括：1根据使用者的需求，输入需要到达的目标点，然后根据激光雷达的点云数据，构建三维栅格地图；2根据得到的地图信息使用混合A*算法规划出一条路径；3对路径使用MinimumSnap算法进行二次优化，得到性能更优的路径；4随着无人机的飞行，点云数据不断变化，更新三维栅格地图并重新计算路径，追踪新的路径直到找到目标点。本发明将传统的混合A*算法应用到无人机的路径规划中，并对规划路径进行了二次优化，提升了路径的平滑度和安全性，并通过不断地更新地图实现了在未知环境下的自主导航。

本发明授权基于3D激光雷达传感器的无人机三维空间路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于3D雷达激光传感器的无人机三维空间路径规划方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1，以无人机上集成的三维激光雷达为原点，利用所述三维激光雷达获得采集区域内的点云数据；步骤2，利用式1a所示的点云膨胀处理算法对所采集的点云数据进行预处理，从而得到新的点云数据； 1a式1a中，A表示点云图像，B表示卷积核；表示卷积；步骤3，将新的点云数据映射到三维栅格地图中；其中，所述三维栅格地图中每个栅格的状态用布尔值表示，若布尔值为true，则表示相应栅格为占据状态，若布尔值为false，则表示相应栅格为空闲状态，并将所述三维栅格地图中未映射的栅格记为未知状态；步骤4，基于所述三维栅格地图，使用混合A*算法计算出无人机从起点栅格到终点栅格的最优路径；步骤4.1，利用式1构建无人机的运动模型： 1式1中，分别表示所述三维栅格地图中无人机在t时刻所在栅格的三维坐标值；表示t时刻无人机的运动轨迹；令维度参数μ∈{x,y,z}，并利用式2计算t时刻的维度参数μ的运动轨迹； 2式2中，表示多项式中第k项系数；K表示轨迹定义的阶数；步骤4.2利用式3和式4分别计算无人机在t时刻的状态向量和控制输入： 3 4式3和式4中，表示转置，表示运动轨迹的导数，表示偏导的阶数；表示实数；表示运动轨迹的第阶导数；步骤4.3，利用式5得到无人机在时段的运动轨迹的代价： 5步骤4.4，应用庞特里亚金最小原理对式5进行求解，得到无人机在所述三维栅格地图中从起点栅格的状态到当前栅格的状态的任意一条路径的估计代价；步骤4.5，利用式6计算无人机在所述三维栅格地图中从起点栅格的状态到当前栅格的状态的任意一条路径的实际代价： 6式6，J表示从起点栅格到当前栅格所经过的栅格个数，表示无人机在第j个栅格的控制输入；表示无人机经过第j个栅格的时间；步骤4.6，利用式7计算无人机从起点栅格的状态到目标栅格的状态的任意一条路径的总代价： 7步骤4.7，按照4.4-步骤4.6的过程计算从起点栅格的状态到目标栅格的状态的所有路径的总代价，并从中选取总代价最小的一条路径作为最优路径；步骤5，对所述最优路径进行平滑处理，并生成新的路径；步骤5.1，根据最优路径所经过的每个栅格的三维坐标点，将最优路径分成h段轨迹，利用式8所示的多项式曲线表示每条路段轨迹： 8式8中，为最优路径中第i段路段轨迹的参数向量；表示无人机经过第i段路段轨迹终点的时刻；步骤5.2，利用式9构建h条路段轨迹组成的参数向量： 9步骤5.3，利用式10构建最优路径的优化目标函数： 10式10中，表示二次型矩阵；步骤5.4，利用二次型矩阵求解法对所述优化目标函数进行求解，得到h条路段轨迹组成组成的参数向量，从而得到一条新的优化轨迹；步骤6：设定地图更新时间，用于定时更新地图并不断追踪所述新的优化轨迹；步骤6.1，遍历新的优化轨迹中每个栅格的三维坐标点，找到与无人机之间距离最近的栅格，并利用式11和式12得到无人机追踪新的优化轨迹中最近距离的栅格的速度和加速度； 11 12式11和12中，、、表示新的优化轨迹中与无人机之间距离最近的栅格的三维坐标点的位置、速度和加速度；表示无人机在当前栅格的三维坐标点的位置、速度和加速度；为常系数；步骤6.2，向无人机发送与其距离最近的栅格的三维坐标点的位置、速度和加速度，使得无人机追踪到新的优化后轨迹中的最近距离的栅格，再返回步骤6.1执行，直到达到地图更新时间后，返回步骤1执行，直到达到目标栅格为止。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国科学院合肥物质科学研究院，其通讯地址为：230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。