[发明专利]一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法

权利要求书

1.一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取无人机飞行区域的环境信息，建立三维环境威胁模型；

S2，确定无人机的飞行高度，并绘制该高度处的二维平面威胁图；

S3，根据步骤S2中生成的二维平面威胁图，使用矢量法产生Voronoi图；

S4，根据步骤S3中生成的Voronoi图，规划并生成初始航路；

S5，对步骤S4生成的初始航路，根据无人机性能参数进行二次优化，生成飞行路径；

S6，飞行过程中，实时判断无人机高度变化是否超出阈值，若不超出，则继续按照当前路径进行飞行；若超出阈值，则以无人机当前所在位置为出发点，重复步骤S2～S5，根据无人机当前高度实时重构Voronoi图，重新规划路径并按照新路径飞行。

2.根据权利要求1所述的一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，步骤S1中获取无人机飞行区域的环境信息的具体方式为：

对无人机飞行区域进行空间二值化处理，将无人机飞行区域分为可飞行区域和不可飞行区域，其中，可飞行区域表示无人机可以安全飞行，不可飞行区域表示无人机触碰边界会造成损毁。

3.根据权利要求2所述的一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，步骤S2中绘制该高度处的二维平面威胁图的具体方式为：

以无人机当前所处的高度平面为基准面，将步骤S1生成的二值化区域信息进行分割，得到该高度处的二维平面威胁图，所述二维平面威胁图同样分为可飞行区域及不可飞行区域。

4.根据权利要求3所述的一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，步骤S3的具体方式为：

对二维平面威胁图中的不可飞行区域进行最小外接圆计算，然后对这些最小外接圆的二维分布图进行Voronoi图分割。

5.根据权利要求1所述的一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，步骤S4的具体方式为：使用Dijkstra 算法对Voronoi图进行搜索，得到初始航路。

6.根据权利要求1所述的一种实时重构Voronoi图的无人机路径规划方法，其特征在于，所述无人机性能参数为无人机转弯半径；步骤S5的具体方式为：根据无人机转弯半径，以转弯半径为基准计算转弯圆弧，将初始航路的拐点进行二次优化，得到优化后的飞行路径。