[发明专利]一种基于安全代价评估的无人机航路规划方法

权利要求书

1.一种基于安全代价评估的无人机航路规划方法，其特征在于：所述的基于安全代价评估的无人机航路规划方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)对无人机飞行空域的地面投影进行栅格化，获得多个正方形栅格；

2)以栅格安全因子定量化描述上述栅格中无人机的飞行风险；

3)构建基于步骤2)获得的栅格安全因子和无人机航路距离的航路规划总成本代价期望函数；

4)以上述航路规划总成本代价期望函数作为蚁群算法的目标函数而对蚁群算法进行改进，利用改进蚁群算法进行迭代计算，最终获得航路安全与航路成本双重优化后的期望飞行路径。

2.根据权利要求1所述的基于安全代价评估的无人机航路规划方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的对无人机飞行空域的地面投影进行栅格化是将地面投影构成的二维空间划分成多个正方形栅格；栅格的边长由无人机的类型、设计尺寸确定；

无人机的类型分为固定翼无人机和多旋翼无人机；

对于固定翼无人机，栅格的设计尺寸为L_grid＝max(L_UAV+2R_person,W_UAV+2R_person)，其中，L_UAV为固定翼无人机的翼展，W_UAV为固定翼无人机的机长，R_person为人体平均半径；

对于多旋翼无人机，栅格的设计尺寸为L_grid＝D_UAV+2R_person，其中，D_UAV为多旋翼无人机的翼展直径。

3.根据权利要求1所述的基于安全代价评估的无人机航路规划方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的栅格安全因子定义为栅格内无人机地面撞击事故的发生概率和无人机地面撞击事故严重程度的乘积s；

其中无人机地面撞击事故的发生概率选取的量化指标是每飞行小时无人机地面撞击事故的发生概率P_U；

无人机地面撞击事故严重程度选取的量化指标是无人机每飞行小时地面撞击事故伤亡人数N_f；其中无人机每飞行小时地面撞击事故伤亡人数N_f可以表示为受事故影响的地面人数N_e和无人机每飞行小时地面撞击事故中人员伤亡率P_f的乘积，其计算公式为：

N_f＝P_f×N_e (1)

那么栅格安全因子的计算公式为：

s＝P_U×P_f×N_e (2)

将上述受事故影响的地面人数N_e用地面撞击事故的影响区域面积A_g与事故发生区域人口密度ρ的乘积表示，那么式(2)可以表示为：

s＝P_U×P_f×A_gρ(j) (3)。