[发明专利]一种基于立体剖分网格的无人机三维时变空域导航方法

权利要求书

1.一种基于立体剖分网格的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述无人机机型和所述三维时变空域的建筑物类型确定三维时变空域网格模型的网格层级；

基于GeoSOT-3D网格和所述三维时变空域网格模型的网格层级对所述三维时变空域进行网格编码，得到所述三维时变空域网格模型；

基于所述三维时变空域网格模型，利用改进的A^*算法和无人机的约束条件进行无人机的航迹规划，实现无人机的三维时变空域导航。

2.根据权利要求1所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述基于GeoSOT-3D网格和所述三维时变空域网格模型的网格层级对所述三维时变空域的建筑物进行网格编码，包括：

根据建筑物类型输入所述三维时变空域的环境参数；

根据所述三维时变空域网格模型的网格层级和所述环境参数确定所述建筑物高度维层间隔距离；

根据所述建筑物高度维层间隔距离进行所述建筑物的高度维剖分，在每层高度维上进行GeoSOT二维剖分，得到所述建筑物的基于GeoSOT-3D网格编码。

3.根据权利要求2所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述建筑物类型包括长方体、圆柱体和不规则体；

根据建筑物类型输入所述三维时变空域的环境参数，包括：

当为长方体建筑物时，输入所述长方体建筑物的两顶角坐标；

当为圆柱体建筑物时，输入所述圆柱体建筑物的上底面和下底面的半径和中心坐标；

当为不规则体建筑物时，输入所述不规则体建筑物的最大切面的坐标点。

4.根据权利要求1所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述网格编码包括空间编码、时间编码和状态编码；

所述空间编码，用于表达所述三维时变空域的地理位置；

所述时间编码，用于记录所述三维时变空域的空间要素时间或修改时间；

所述状态编码，用于记录所述三维时变空域的网格是否处于通行状态。

5.根据权利要求1所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述基于所述三维时变空域网格模型，利用改进的A^*算法和无人机的约束条件进行无人机的航迹规划包括：

根据所述三维时变空域网格模型的网格层级输入所述无人机的起点信息和终点信息，并将所述起点信息存入搜索列表中；

针对当前网格，根据所述无人机的约束条件和航向确定所述无人机到达的邻域网格，并将所述邻域网格存入到搜索列表中；

计算所述每个邻域网格的航迹代价值，将所述航迹代价值最小的邻域空域网格存入航迹列表，并将所述航迹代价值最小的邻域空域网格作为最新的当前网格继续遍历搜索；

当查询到最新的当前网格的邻域网格为终点网格时，遍历结束，将终点空域网格加入航迹列表；

根据时序输出航迹列表中的所有三维时变空域网格编码，得到所述无人机的三维时变空域的导航路线。

6.根据权利要求5所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述无人机约束条件包括：最小步长、最大偏航角、最大俯仰角、飞行滚转角、最远飞行距离及飞行时间。

7.根据权利要求5所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，所述邻域网格为所述当前网格的边邻域网格、角邻域网格和面邻域网格。

8.根据权利要求7所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，基于GeoSOT-3D当前网格对所述三维时变空域的邻域网格进行位置和路基距离进行代数计算。

9.根据权利要求8所述的无人机三维时变空域导航方法，其特征在于，

当计算邻域网格位置时，基于所述当前网格的网格编码分别在经度、纬度、高度计算邻域所要求移动的网格数，基于所述网格数进行经度、纬度、高度的网格编码计算，得到了所述邻域网格位置的网格编码。

当计算邻域网格距离时，基于所述当前网格和目标邻域网格的网格编码计算两网格之间距离。