【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航線規劃，具體是涉及一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法。
技術介紹
1、在現代測繪領域，航空測繪憑借其高效、大面積覆蓋等優勢得到了廣泛應用。航空測繪作業通常依賴于低空飛行器，如無人機等設備，以獲取高分辨率的地理信息數據，用于地圖繪制、地形測量、資源勘探等多個重要方面。
2、傳統的測繪低空航線規劃方法多采用固定的規劃模式，主要基于靜態的地理信息與有限的歷史氣象數據，缺乏對實時低空氣象數據的動態分析與整合能力。這樣導致了以下的問題：一是傳統的固定規劃模式要求飛行器穩定、精確地按照預定航線飛行，以確保采集到的數據具有準確性和完整性，但低空飛行環境復雜多變，風速、風向等低空氣象因素的變化可能會使無人機在飛行時面臨更高的安全風險，發生如無人機與障礙物碰撞等安全事故；二是一旦在測繪飛行過程中遭遇突發氣象狀況變化，既定航線無法及時優化調整，可能會使測繪任務中斷、數據缺失或重復采集，增加后續作業成本與時間。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，提供一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法及系統，本技術方案解決了上述
技術介紹
中提出的由于缺乏對實時低空氣象數據的動態分析和整合，風速、風向等低空氣象因素的變化可能會使無人機在按照固定規劃航線飛行時面臨更高的安全風險以及在測繪飛行過程中無法根據實時氣象信息調整既定航線可能導致的測繪任務中斷、數據缺失或重復采集等問題。
2、為達到以上目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種基于低空氣象
4、獲取待測繪區域信息，所述待測繪區域信息包括待測繪區域的形狀信息和待測繪區域內的障礙區域信息；
5、根據待測繪區域的形狀信息，確定待測繪區域的外接矩形，作為無人機的飛行區域；
6、以待測繪區域外接矩形的較長邊的走向作為無人機飛行的航向；
7、獲取無人機搭載的攝像設備的規格信息，根據攝像設備的規格信息確定無人機沿航向飛行時單次拍攝的區域尺寸信息；
8、以無人機單次拍攝區域中與航向垂直的邊的尺寸作為航帶的寬度，以待測區域外接矩形的較長邊的尺寸作為航帶的長度；
9、獲取此次測繪任務的重疊度需求，所述重疊度需求包括航向重疊度需求和旁向重疊度需求；
10、考慮旁向重疊度需求，將航帶鋪滿飛行區域，各航帶的中線為無人機在飛行區域內的航線；
11、其中，所述航帶的形狀為矩形；
12、取航線和測繪區域外接矩形較短邊的交點作為該條航線對應的無人機轉向點；
13、根據確定的區域內航線和各航線對應的無人機轉向點，基于s形航線規劃方法，確定無人機的預規劃航線；
14、無人機飛行過程中，獲取實時氣象信息，并根據實時氣象信息和已知障礙區域實時調整航線；
15、測繪結束后，獲取測繪所得拍攝數據，基于數據標準，確定其中不合標準的拍攝數據；
16、確定各不合標準拍攝數據在飛行區域中對應的地理區域；
17、基于規劃航線，對各不合標準拍攝數據對應的地理區域進行重新拍攝，獲取符合標準的數據。
18、優選的，所述根據確定的區域內航線和各航線對應的無人機轉向點，基于s形航線規劃方法，確定無人機的預規劃航線，具體包括：
19、獲取無人機搭載攝像設備的拍照間隔時間；
20、根據無人機單次拍攝覆蓋的區域尺寸信息、航向重疊度需求和無人機搭載攝像設備的拍照間隔時間，計算無人機的拍攝飛行速度；
21、根據各航線對應的無人機轉向點和無人機的拍攝飛行速度，確定各無人機轉向點之間的轉折航線；
22、連接無人機在測繪區域內的航線和在測繪區域外的轉折航線，得到無人機的預規劃航線；
23、所述無人機的拍攝飛行速度的計算公式為：
24、
25、式中，為無人機的拍攝飛行速度，為無人機單次拍攝覆蓋區域航向方向的尺寸，為此次測繪所需的航向重疊度，為無人機搭載攝像設備的拍照間隔時間。
26、優選的，所述根據各航線對應的無人機轉向點和無人機的拍攝飛行速度，確定各無人機轉向點之間的轉折航線，具體包括：
27、根據無人機在該條航線的航向，確定該條航帶對應轉折航線的起點，并取最近的無人機轉向點作為轉折航線的終點；
28、基于無人機的拍攝飛行速度，確定無人機以拍攝飛行速度飛行時的最小轉彎半徑；
29、根據無人機的最小轉彎半徑和轉折航線的起點以及終點，確定轉折航線的圓心；
30、根據已確定的圓心和半徑，確定經過轉折航線起點和終點的圓弧，該段圓弧航線即為無人機的轉折航線。
31、優選的，所述根據實時氣象信息和已知障礙區域實時調整航線，具體包括：
32、根據實時氣象信息確定當前區域的實時風速和風向信息；
33、根據實時風向信息，確定風向與無人機飛行方向的夾角；
34、根據風速信息和風向與無人機飛行方向的夾角，計算當前風速和風向情況下達到拍攝飛行速度時無人機的速度，并將無人機的速度設定為該速度；
35、根據已知障礙區域確定下一區域是否屬于障礙區；
36、若屬于障礙區，則根據無人機拍攝飛行速度確定已知障礙區域的安全邊界；
37、選擇障礙區域安全邊界中的轉向點作為中間航點，確定無人機繞過障礙區域的避障航線；
38、根據確定的避障航線調整無人機飛行航線繞過該障礙區域；
39、所述計算無人機速度的公式為：
40、
41、式中，為拍攝飛行速度，為無人機的速度，為風速，為風向與無人機飛行方向的夾角。
42、優選的，所述根據無人機拍攝飛行速度確定已知障礙區域的安全邊界，具體包括：
43、獲取已知障礙區域的形狀，根據障礙區域的形狀，確定無人機繞過該區域時的航線轉折點；
44、根據無人機的規格信息，確定無人機的最大傾斜角；
45、根據無人機轉彎時的飛行速度和無人機的最大傾斜角，確定無人機轉彎時的最小轉彎半徑；
46、根據最小轉彎半徑，確定無人機在航線轉折點的轉彎點；
47、連接各航線轉折點對應的轉彎點，所形成的多邊形作為該障礙區域的安全邊界；
48、所述無人機的最小轉彎半徑的計算公式為：
49、
50、式中，為無人機的最小轉彎半徑，為無人機拍攝飛行速度，為重力加速度，為無人機的最大傾斜角。
51、優選的，所述規劃航線對各不合標準拍攝數據對應的地理區域進行重新測繪，具體包括：
52、確定無人機對不合標準拍攝數據對應地理區域的重拍攝次數；
53、根據實時氣象信息確定各不合標準拍攝數據對應地理區域的實時風向信息；
54、根據各區域拍攝數據和標準數據的差異確定各區域的拍攝飛行高度，所述拍攝飛行高度為無人機距離地面的高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據確定的區域內航線和各航線對應的無人機轉向點，基于S形航線規劃方法，確定無人機的預規劃航線，具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據各航線對應的無人機轉向點和無人機的拍攝飛行速度，確定各無人機轉向點之間的轉折航線，具體包括：
4.根據權利要求1所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據實時氣象信息和已知障礙區域實時調整航線，具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據無人機拍攝飛行速度確定已知障礙區域的安全邊界，具體包括：
6.根據權利要求1所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述規劃航線對各不合標準拍攝數據對應的地理區域進行重新測繪，具體包括：
7.根據權利要求6所
8.一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃系統，用于實現如權利要求1-7任一項所述的低空航線規劃方法，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃系統，其特征在于，所述航線預規劃模塊包括：
10.根據權利要求8所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃系統，其特征在于，所述避障航線規劃模塊包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據確定的區域內航線和各航線對應的無人機轉向點，基于s形航線規劃方法，確定無人機的預規劃航線，具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據各航線對應的無人機轉向點和無人機的拍攝飛行速度，確定各無人機轉向點之間的轉折航線，具體包括：
4.根據權利要求1所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據實時氣象信息和已知障礙區域實時調整航線，具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于低空氣象數據分析的動態低空航線規劃方法，其特征在于，所述根據無人機拍攝飛行速度確...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡亮，陳堯，
申請(專利權)人：南京模幻天空航空科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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