一种无人机路径规划方法及装置

1.一种无人机路径规划方法，其特征在于，包括：基于无人机的出发位置和目的位置建立六边形网格空间模型；所述六边形网格空间模型由多个六边形网格空间子模型上下堆叠组成，每个六边形网格空间子模型由多个垂直于地面的等高六棱柱按蜂巢状排列组成；基于所述六边形网格空间模型和预设的六边形网格策略下的剪枝算法对无人机路径进行规划；所述六边形网格空间模型基于约束限制条件建立；所述约束限制条件包括：其中，P表示3D空间中无人机规划环境，Γ(P)表示不可飞行区域，Γ(P)＞1则表示在障碍物外部区域；L min 为最小步长，L min 等于无人机1s时间内的飞行距离，L i 表示无人机的段航程， V表示无人机水平坐标面内的速度，v表示无人机垂直方向的速度，Δt i 为在无人机第i个航迹节点到第i+1个航迹节点的飞行时间，L i ＞L min 表示最小步长的限制；h为飞行高度，h min 为最小飞行高度，h max 为最大飞行高度，h min ≤h≤h max 表示飞行高度限制；V min 表示无人机水平坐标面内的最小速度，V max 表示无人机水平坐标面内的最大速度，V min ≤V≤V max 表示无人机水平坐标面内的速度限制；v min 表示无人机垂直方向的最小速度，v max 表示无人机垂直方向的最大速度， 表示无人机垂直方向的速度， 表示垂直方向距离的微分， 表示时间的微分， 表示无人机垂直方向的速度限制； 表示俯仰率， 表示最大俯仰率， 表示俯仰率限制；r表示无人机转弯半径，r min 表示无人机最小转弯半径， 表示最大偏航率；h min 、h max 、V min 、V max 、v min 、v max 和 是基于无人机自身机动性能限制和外部环境限制确定的； 是基于无人机机动性能限制确定的。 2.根据权利要求1所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述基于所述六边形网格空间模型和预设的六边形网格策略下的剪枝算法对无人机路径进行规划，具体包括：获取无人机的出发位置在所述六边形网格空间模型的出发点，和无人机的目的位置在所述六边形网格空间模型的目的点；基于所述出发点和所述目的点，通过预设的六边形网格策略下的剪枝算法对无人机路径进行规划。 3.根据权利要求2所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述通过预设的六边形网格策略下的剪枝算法对无人机路径进行规划，具体包括：以所述六边形网格空间模型中的每个等高六棱柱作为一个节点；根据所述预设的六边形网格策略下的剪枝算法，从所述出发点开始向所述目的点剪除冗余节点；将所述出发点和所述目的点之间剩下的节点连接起来，获取对无人机规划的路径。 4.根据权利要求3所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述从所述出发点开始向所述目的点剪除冗余节点，具体包括：在所述出发点和所述目的点之间的方向上选择靠近所述出发点的节点作为当前节点，以所述出发点为父节点，以所述当前节点周围的节点作为待定节点；将所述父节点通过所述当前节点与所述待定节点连接起来，获取所述父节点与所述待定节点之间的第一路径；将所述父节点直接或通过其他节点与所述待定节点连接起来，获取所述父节点与所述待定节点之间的第二路径；基于所述第一路径和所述第二路径，剪除所述待定节点中的冗余节点。 5.根据权利要求4所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述基于所述第一路径和所述第二路径，剪除所述待定节点中的冗余节点，具体包括：当所述第二路径中不存在障碍物时，剪除第一路径长度大于第二路径长度的所述待定节点，以及第一路径长度等于第二路径长度且所述第二路径从父节点开始首先通过对角方向的所述待定节点；所述第一路径长度为所述第一路径的长度；所述第二路径长度为所述第二路径的长度。 6.根据权利要求5所述的无人机路径规划方法，其特征在于，所述基于所述第一路径和所述第二路径，剪除所述待定节点中的冗余节点，具体包括：当所述第二路径中存在障碍物时，当所述第一路径长度大于或等于所述第二路径长度时，保留所述第二路径对应的待定节点。 7.一种无人机路径规划装置，其特征在于，包括：模型建立模块，用于基于无人机的出发位置和目的位置建立六边形网格空间模型；所述六边形网格空间模型由多个六边形网格空间子模型上下堆叠组成，每个六边形网格空间子模型由多个垂直于地面的等高六棱柱按蜂巢状排列组成；路径规划模块，用于基于所述六边形网格空间模型和预设的六边形网格策略下的剪枝算法对无人机路径进行规划；所述六边形网格空间模型基于约束限制条件建立；所述约束限制条件包括：其中，P表示3D空间中无人机规划环境，Γ(P)表示不可飞行区域，Γ(P)＞1则表示在障碍物外部区域；L min 为最小步长，L min 等于无人机1s时间内的飞行距离，L i 表示无人机的段航程， V表示无人机水平坐标面内的速度，v表示无人机垂直方向的速度，Δt i 为在无人机第i个航迹节点到第i+1个航迹节点的飞行时间，L i ＞L min 表示最小步长的限制；h为飞行高度，h min 为最小飞行高度，h max 为最大飞行高度，h min ≤h≤h max 表示飞行高度限制；V min 表示无人机水平坐标面内的最小速度，V max 表示无人机水平坐标面内的最大速度，V min ≤V≤V max 表示无人机水平坐标面内的速度限制；v min 表示无人机垂直方向的最小速度，v max 表示无人机垂直方向的最大速度， 表示无人机垂直方向的速度， 表示垂直方向距离的微分， 表示时间的微分， 表示无人机垂直方向的速度限制； 表示俯仰率， 表示最大俯仰率， 表示俯仰率限制；r表示无人机转弯半径，r min 表示无人机最小转弯半径， 表示最大偏航率；h min 、h max 、V min 、V max 、v min 、v max 和 是基于无人机自身机动性能限制和外部环境限制确定的； 是基于无人机机动性能限制确定的。 8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述一种无人机路径规划方法的步骤。 9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述一种无人机路径规划方法的步骤。