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申请/专利权人：中国民航大学

摘要：本发明公开了城市物流无人机路径规划方法，将城市抽象为带权的无向图，每一个物流点为无向图的一个节点，连接两节点的边为一段路径，将无人机自起点到终点的飞行路径的路径长度、危险系数、飞行能耗构成的目标函数值作为城市物流无人机全局路径规划的优化目标：在全局路径规划时，将无人机从起点到终点的多条路径的目标函数值最小的路径作为无人机物流路线的最优路径。本发明综合考虑无人机飞行能耗、路径长度及危险系数，基于城市抽象成的带权无向图，对无人机路径规划，便于规划出安全、能耗小的路径，保证无人机对地面风险降低的同时，使无人机的能耗以及路径长度达到最优。

主权项：1.城市物流无人机路径规划方法，其特征在于，将城市抽象为带权的无向图，每一个物流点为无向图的一个节点，连接两节点的边为一段路径，将无人机自起点到终点的飞行路径的路径长度、危险系数、飞行能耗构成的目标函数值作为城市物流无人机全局路径规划的优化目标：在全局路径规划时，将无人机从起点到终点的多条路径的目标函数值最小的路径作为无人机物流路线的最优路径；所述目标函数值的表达式如下： ，式中，表示人机从起点到终点的第条路径的目标函数值，表示第条路径的长度，表示第条路径的危险函数，表示第条路径的无人机飞行能耗，、、表示对应的权值；所述第条路径的危险函数通过无人机在垂直坠落、水平撞击、无人机上货物高空坠落或无人机爆炸产生碎片的严重度分别加权计算后得到；所述第条路径的危险函数的表达式如下： ，式中，表示无人机垂直坠落的严重度，表示无人机水平撞击的严重度，表示无人机上货物高空坠落的严重度，表示无人机爆炸产生碎片的严重度，、、、分别表示对应的权重；所述无人机在垂直坠落、水平撞击、无人机上货物高空坠落或无人机爆炸产生碎片的严重度，基于无人机的垂直坠落、水平撞击、无人机上货物高空坠落或无人机爆炸产生碎片对人的威胁区域计算获得；所述无人机在垂直坠落、水平撞击、无人机上货物高空坠落或无人机爆炸产生碎片的严重度，采用一个严重度计算式计算；该严重度计算表达式如下： ，，，式中，表示严重度，表示规划区域的人群密度，表示撞击动能，表示无人机的最大运行速度,表示无人机的质量，表示对人的威胁区域，包括无人机的垂直坠落对人的威胁区域、无人机水平撞击对人的威胁区域、无人机上货物高空坠落对人的威胁区域以及无人机爆炸产生碎片对人的威胁区域；所述无人机的垂直坠落对人的威胁区域为，所述无人机水平撞击对人的威胁区域为，所述无人机上货物高空坠落对人的威胁区域为，所述无人机爆炸产生碎片对人的威胁区为；式中，表示人体半径，表示无人机的最小外接球半径，表示无人机与撞地处的距离，为无人机上货物下落的水平距离，指无人机爆炸产生的碎片初速度，为无人机爆炸产生的碎片抛射高度，为重力系数；所述无人机飞行能耗通过表达式计算获得，其中，表示无人机旋翼功率，表示无人机在两点、之间的巡航时间，并通过以下式及参数计算得到所述无人机受风影响的能耗函数； ，，， ，，，式中，为风给无人机的阻力，为阻力系数，为无人机受力面积，为空气密度，为空速，为风速，为地速，为无人机螺旋桨产生的升力，为无人机升力与水平面之间夹角，为无人机升力在水平面上的投影与升力之间的夹角，为螺旋桨的桨效，为螺旋桨所需转速，为升力系数，为螺旋桨功率系数，为螺旋桨直径，为无人机重力。

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