[发明专利]一种无人机三维空中航路地图构建及其航路显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机三维空中航路地图构建及其航路显示方法，主要应用于无人机的自主导航和空中交通管理。

背景技术

无人机是无人驾驶飞机的简称(UnmannedAerialVehicle)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。从某种角度来看，无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以被看做是“空中机器人”。随着自动化和传感器技术的不断进步，无人机制造技术和性能发展迅速，无人机在军事和民用领域的应用日益增多，市场需求不断增大。

在可以预见的未来，无人机数量迅速增多，由于无人机飞行的不稳定性以及危险性，需要统一进行航路的规划和管理，这就需要一个统一的平台提供飞行需要的三维空中地图数据，并能够为执行特定飞行任务的无人机自动划定安全可靠的航道。目前还没有专门为无人机提供的空中三维地图，一些常用的地面地图也未能添加无人机需要的高度、驿站、无人机机场等信息。

发明内容

本发明旨在解决以上问题，提供一种无人机三维空中航路地图构建及其航路显示方法，为大量无人机的自主飞行提供保障。所要解决的技术问题是，首先通过无人机，并基于已有的地面二维地图，获取飞行所需区域三维空中地图，在地图上标定重要信息，在三维空中地图中划定航道，在区域云服务器中创建存储三维空中航路地图，用户可以用终端下载地图数据，查找信息，创建飞行任务，实时查看无人机信息，同时设置一些安装有测距传感器的无人机检查航道与周围物体是否发生变化，定期利用安装方向传感器和摄像头的无人机传回的信息，构建新的三维地图，检查航路上发生的影响飞行安全的变化，更新维护地图，同时服务器可以根据实时各个区域内无人机的信息和飞行任务，为无人机自主规划航路并导航。

进一步地，通过无人机获取飞行所需区域三维空中地图，需要已经安装好方向传感器以及摄像头的无人机，预先飞遍需要建立三维空中地图的区域，将记录下的速度方向、重力、深度图片等信息回传给服务器，在服务器端结合已有的地面二维地图利用算法建立三维空中地图，并存储。所述三维地图中应该包含区域内大型自然景观的位置和高度，建筑物的位置和高度，同时包含对无人机飞行安全构成威胁的空中物体的位置和高度，例如输电线等。

进一步地，在建立的三维地图基础上标定其他重要信息，包含人员流动密集区域，例如小区，购物中心地带，步行街等，包含政府要求的禁飞区域，包含预先设立好的为无人机提供便利的驿站，方便执行飞行任务过程中，更换电池、维修维护，包含政府要求划定的自由飞行区域，方便操作手，航模爱好者等在此区域自由操纵飞行，包含为无人机建立的无人机机场、无人机跑道、无人机起飞平台。

进一步地，利用建立好的三维空中航路地图，以及标定的重要信息，为无人机划定一些主要航道，包含航道的位置信息，以及高度信息，航道上要包含有一些无人机驿站，无人机机场、跑道、起飞平台，并且避开一些高度较高的建筑物和自然景观，避开人员流动密集区域，避开禁止飞行区域。当无人机执行飞行任务时，经过的路径应主要在划定的航道上。

进一步地，用户可以使用其他电子产品，如手机，平板电脑，个人电脑，利用飞行地面站，从区域云服务器上下载并查看之前所创建的三维空中地图数据，利用其查找信息，例如禁飞区域，人员流动密集区域，同时用户可以为无人机选定出发点，目的地，途径位置。这些飞行任务数据会上传到服务器中，并且服务器自主为无人机划定飞行路线，高度，并发送控制指令控制无人机的飞行。

进一步地，定期设置一些安装有测距传感器的无人机定期飞遍所有的航道，检测在航道途径区域，航道距离下方地面、建筑，以及四周物体的距离是否发生较大变化，如果发生可能影响飞行安全的变化，则需要重新设置空中航道。设置一些安装有方向传感器、摄像头无人机定期飞遍城市区域，或者通过一些安装有方向传感器、摄像头的无人机在执行任务过程中自愿回传给服务器的深度图片，速度方向，重力等信息，建立新的三维空中地图，对比更新之前的三维空中地图中与目前不符合的信息，比如新建的建筑，高度发生变化的在建建筑。同时检测是否有区域的例外情况发生，包含某一区域暂时变为人员密集区域，某区域空中飞行物较多等情况。