本發(fā)明涉及無人機領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機航線的自動化檢測方法、裝置以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展，使用無人機開展偵察任務的應用越來越廣泛。在這類偵察任務中，需要根據(jù)收到的偵察目標和范圍進行無人機航線規(guī)劃，完成目標的偵察、監(jiān)測，采集到需要的偵察信息。

2、當前最常用的偵察航線規(guī)劃方法是在無人機地面控制站軟件中，在二維數(shù)字地圖上手動規(guī)劃無人機偵察任務航線。這種偵察航線規(guī)劃方法需要手動設(shè)置多個航點的經(jīng)緯度坐標，然后由無人機地面控制站軟件自動進行航點連接，繪制成無人機飛行航線。然后將規(guī)劃好的航線通過數(shù)據(jù)鏈路上傳至無人機，無人機開始按照規(guī)劃航線飛行。

3、人工繪制規(guī)劃航線的方法有以下幾種：

4、1)在地圖上用鼠標人工手動添加航點，自主繪制航線。

5、2)在地圖上用鼠標人工手動添加興趣點(例如偵察目標點)，然后在興趣點周圍自動生成環(huán)形航點并連接成航線。

6、在一些復雜環(huán)境下，當無人機收到偵察的目標區(qū)域或目標坐標后，需要根據(jù)目標位置在二維數(shù)字地圖上快速規(guī)劃出無人機飛行偵察航線，展開偵察活動，但是對于手動規(guī)劃的無人機航線，經(jīng)常遇到航線規(guī)劃不合理的情況，有以下幾種情況：

7、1)手動添加航點連接成的航線，沒有充分考慮禁飛區(qū)約束，可能導致有部分航段穿過禁飛區(qū)。

8、2)手動繪制航線，沒有考慮無人機爬升或俯沖角度和飛行高度約束。受限于操作人員的個人能力或者面對一些復雜、動態(tài)、多約束、高度不確定性的偵察環(huán)境，人工繪制的航線容易出現(xiàn)未充分考慮地面高程和地面障礙物影響，有部分航段高度過低，導致航線穿過地面物體，如山地、森林、高層建筑等，造成飛行危險。另外，現(xiàn)有技術(shù)規(guī)劃出的無人機航線還存在航線高度劇烈變化以及反復震蕩的情況，劇烈的高度變化或航線高度反復震蕩可能導致無人機失去控制，極端情況下可能超出無人機的響應能力，造成機毀人忙的安全事故。

9、3)手動繪制航線，沒有充分考慮環(huán)境約束、復雜氣象區(qū)域約束等。

10、人工手動繪制無人機偵察任務航線，對人員的個人能力要求較高，且容易有疏漏，費時費力，難以適應偵察飛行時快速響應偵察任務規(guī)劃航線的需要。因此亟需一種可以對規(guī)劃的無人機航線進行快速自動化檢測，并修改不合理的航點以及根據(jù)任務目標信息快速規(guī)劃出新的飛行航線的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本發(fā)明實施例旨在提供一種無人機航線的自動化檢測方法、裝置以及電子設(shè)備，用以解決現(xiàn)有的無人機航線中經(jīng)常出現(xiàn)航線規(guī)劃不合理，難以適應多約束、動態(tài)等復雜環(huán)境下快速響應任務規(guī)劃航線的需要的技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種無人機航線的自動化檢測方法，包括以下步驟：

3、步驟110：獲取無人機航線中各航點的位置數(shù)據(jù)、禁飛區(qū)的位置數(shù)據(jù)以及無人機航線途經(jīng)區(qū)域的高程數(shù)據(jù)；

4、步驟120：根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述禁飛區(qū)的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否穿越所述禁飛區(qū)，若是，則規(guī)劃出繞開所述禁飛區(qū)的避障航線并進入步驟130，否則直接進入步驟130；

5、步驟130：根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線中各航點處的轉(zhuǎn)彎角度是否滿足拐角約束值，若是，則直接進入步驟140，否則規(guī)劃出各航點處的轉(zhuǎn)彎角度均滿足拐角約束值的無人機航線并進入步驟140；

6、步驟140：根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述高程數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否滿足飛行高度約束值，若是，則直接進入步驟150，否則規(guī)劃出各航點的高度值均滿足飛行高度約束值的無人機航線并進入步驟150；

7、步驟150：根據(jù)無人機航線的總長度，判斷無人機飛行時長是否滿足飛行時長約束值，若是，則輸出無人機航線，否則輸出時長警報信息。

8、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述禁飛區(qū)的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否穿越所述禁飛區(qū)包括：

9、獲取無人機航線中任一航段的兩個航點的經(jīng)緯度值；

10、根據(jù)所述兩個航點的經(jīng)緯度值，確定表示所述航段的直線模型；

11、獲取所述禁飛區(qū)各頂點的經(jīng)緯度值；

12、根據(jù)所述直線模型和所述禁飛區(qū)各頂點的經(jīng)緯度值，確定所述航段是否穿越所述禁飛區(qū)。

13、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，所述規(guī)劃出繞開所述禁飛區(qū)的避障航線包括：

14、步驟b10：獲取無人機航線中穿越所述禁飛區(qū)的航段的兩個端點的位置信息；

15、步驟b20：判斷所述穿越禁飛區(qū)的航段的兩個端點是否在所述禁飛區(qū)外，若是，則進入步驟b30；否則，從無人機航線中確定兩個端點均在所述禁飛區(qū)外的多段互聯(lián)的航段，進入步驟b30；其中，所述多段互聯(lián)的航段包括所述穿越所述禁飛區(qū)的航段；

16、步驟b30：將在所述禁飛區(qū)外的所述兩個端點設(shè)置為起點和終點，并根據(jù)所述起點、所述終點以及所述禁飛區(qū)的所有頂點的位置信息，確定可通行區(qū)域和非可通行區(qū)域；以及

17、步驟b40：基于所述可通行區(qū)域和非可通行區(qū)域利用路徑規(guī)劃算法生成從所述起點至所述終點的避障航線。

18、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線中各航點處的轉(zhuǎn)彎角度是否滿足拐角約束值包括：

19、獲取無人機航線中的目標航點以及與所述目標航點分別在兩側(cè)相鄰的第一航點和第二航點的位置信息；

20、根據(jù)所述目標航點、所述第一航點、所述第二航點的位置信息，確定無人機航線在所述目標航點的轉(zhuǎn)彎角度；

21、判斷所述轉(zhuǎn)彎角度是否小于拐角閾值，若是，則所述目標航點處的轉(zhuǎn)彎角度不滿足拐角約束值，否則所述目標航點處的轉(zhuǎn)彎角度滿足拐角約束值。

22、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，所述規(guī)劃出各航點的高度值均滿足飛行高度約束值的無人機航線包括：

23、確定無人機在所述目標航點處的轉(zhuǎn)彎半徑；

24、根據(jù)所述轉(zhuǎn)彎角度和所述轉(zhuǎn)彎半徑確定與第一航段和第二航段相切的內(nèi)切圓，其中所述第一航段的兩個端點為所述目標航點和所述第一航點，所述第二航段的兩個端點為所述目標航點和所述第二航點；以及

25、根據(jù)所述內(nèi)切圓，確定無人機在所述目標航點處的替代航線，其中所述替代航線中各個航點處的轉(zhuǎn)彎角度大于或等于所述拐角閾值。

26、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述高程數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否滿足飛行高度約束值包括：

27、根據(jù)無人機航線中任一航段的兩個端點的經(jīng)緯度值，確定是否在所述航段上進行采樣以及各采樣點在所述航段上的位置；

28、根據(jù)所述兩個端點的經(jīng)緯度值以及各所述采樣點的位置，獲取所述兩個端點以及各所述采樣點的高程值；

29、判斷各所述端點和各所述采樣點的高程值與其初始高度值的差值是否滿足安全閾值范圍，若是，則無人機航線滿足飛行高度約束值，否則無人機航線不滿足飛行高度約束值。

30、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，所述規(guī)劃出各航點的高度值均滿足飛行高度約束值的無人機航線包括：

31、響應于任一所述端點或者任一所述采樣點的高程值與其初始高度值的差值不滿足安全閾值范圍，增加相應所述端點或者相應所述采樣點的初始高度值以使所述端點或者所述采樣點的高程值與其初始高度值的差值滿足安全閾值范圍；以及

32、響應于增加初始高度值的所述采樣點的個數(shù)大于或等于預設(shè)閾值，按照無人機的飛行方向?qū)λ鲈黾映跏几叨戎档乃霾蓸狱c進行編號，并根據(jù)所述采樣點的編號確定所述采樣點的當前高度。

33、基于上述自動化檢測方法的進一步改進，步驟140還包括：

34、步驟1401：判斷無人機航線中所有航段的所述兩個端點和各所述采樣點的當前高度是否小于無人機允許的最大飛行高度值，若是，則直接進入步驟150，否則將當前高度大于或等于無人機允許的最大飛行高度值的所述端點或者所述采樣點的高度值修改為與無人機允許的最大飛行高度值相同并進入步驟1402；

35、步驟1402：判斷修改后的所述端點或者所述采樣點的當前高度是否小于無人機允許的最小飛行高度值，若是，則生成高度警報信息；否則進入步驟150。

36、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種無人機航線的自動化檢測裝置，包括：

37、獲取模塊，被配置為獲取無人機航線中各航點的位置數(shù)據(jù)、禁飛區(qū)的位置數(shù)據(jù)以及無人機航線途經(jīng)區(qū)域的高程數(shù)據(jù)；

38、安全性檢測及優(yōu)化模塊，被配置為根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述禁飛區(qū)的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否穿越所述禁飛區(qū)，若是，則規(guī)劃出繞開所述禁飛區(qū)的避障航線并調(diào)用拐角檢測及優(yōu)化模塊，否則直接調(diào)用拐角檢測及優(yōu)化模塊；

39、拐角檢測及優(yōu)化模塊，被配置為根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)，判斷無人機航線中各航點處的轉(zhuǎn)彎角度是否滿足拐角約束值，若是，則直接進入調(diào)用高度檢測及優(yōu)化模塊，否則規(guī)劃出各航點處的轉(zhuǎn)彎角度均滿足拐角約束值的無人機航線并調(diào)用高度檢測及優(yōu)化模塊；

40、高度檢測及優(yōu)化模塊，被配置為根據(jù)所述各航點的位置數(shù)據(jù)以及所述高程數(shù)據(jù)，判斷無人機航線是否滿足飛行高度約束值，若是，則直接調(diào)用飛行時長檢測模塊，否則規(guī)劃出各航點的高度值均滿足飛行高度約束值的無人機航線并調(diào)用飛行時長檢測模塊；

41、飛行時長檢測模塊，被配置為根據(jù)無人機航線的總長度，判斷無人機飛行時長是否滿足飛行時長約束值，若是，則輸出無人機航線，否則輸出警示信息。

42、第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種電子設(shè)備，包括：

43、至少一個處理器；

44、與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行本發(fā)明第一方面任一項所述的無人機航線的自動化檢測方法。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實現(xiàn)如下有益效果之一：

46、1、本發(fā)明方案通過引入航線自動化測試算法，將自動化測試技術(shù)引入到航線檢查中，自動化實現(xiàn)對航線高程、禁飛區(qū)域、環(huán)境約束、航線拐角等檢查，滿足復雜、動態(tài)、多約束、高度不確定性等復雜環(huán)境下快速響應任務規(guī)劃航線的需要。

47、2、本發(fā)明方案能夠為復雜環(huán)境下，提供快速檢測手動規(guī)劃無人機航線的算法，并給出航線優(yōu)化方案，大幅度提高航線檢查效率，幫助無人機快速完成既定任務，并避免機毀墜亡等災難事故發(fā)生。

48、本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優(yōu)點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來實現(xiàn)和獲得。