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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118349016B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410589159.5，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法是由周尧明;杨仁杰;马逸群设计研发完成，并于2024-05-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法，该方法采用改进A*算法进行路径规划，提出自适应步长与转弯成本的改进方法。首先，通过Bresenham直线算法进行碰撞检测得到下一步的自适应步长与待扩展的邻节点，提高算法规划的速度与对复杂环境的适应能力，保证在有限时间内规划出可行路径。在此基础上将转弯成本融入扩展代价值函数，在不破坏算法最优性的前提下减少机动，提高路径的质量。本发明在规划路径时综合考虑规划时间与路径质量，提高了固定翼无人机实时路径规划的效率和安全性。

本发明授权一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑转弯成本的固定翼无人机实时路径规划方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤S1：使用传感器获取环境信息构建栅格地图，确定无人机当前的起点信息和终点信息； 步骤S2：初始化待扩展列表为空集，选取初始自适应步长的最大步长值，并将起点的代价值ksstart设为0，加入待扩展列表； 步骤S3：若待扩展列表不为空集，转至步骤S4；否则进入步骤S6； 步骤S4：从待扩展列表中弹出考虑转弯成本的代价值ks最小的节点，当弹出终点时进入步骤S6，否则进入步骤S5； 步骤S5：对弹出的节点进行扩展，采用自适应步长获取周围邻节点，进行邻节点代价值与待扩展列表的更新，返回步骤S4； 步骤S6：若路径存在，输出当前路径用于固定翼无人机路径跟随；否则路径规划失败； 所述步骤S4中的代价值ks及其包含的转弯成本turncosts，为公式1、2所示： 其中，代价值ks是扩展节点的优先级，当出现相同代价值k1s的多个节点时，则优先弹出转弯成本k2s小的节点；gs是节点到起点的路径代价值，hs是节点到终点的路径预估代价值，θ是无人机的转弯角； 所述步骤S5具体包括： S51：对弹出的最小节点进行扩展，结合Bresenham直线算法在栅格环境下进行碰撞检测，实现采用自适应步长的方法直接获取周围可行邻节点； S52：对弹出的最小节点的各个邻节点的代价值ks进行计算，对存在以其为父节点的更优路径的邻节点进行代价值更新，并将更新后的邻节点加入待扩展列表，返回步骤S4； 所述步骤S51的自适应步长的方法直接获取周围可行邻节点，具体包括： 步骤S511：记当前节点栅格单元的坐标为xg,yg，遍历其所有最大步长下的子节点，记当前待扩展子节点的栅格坐标为xm,ym； 步骤S512：连接当前节点xg,yg到子节点xm,ym的直线，计算该直线斜率的绝对值k＝|ym-yg||xm-xg|，将累计误差变量e初始化为0；从当前节点xg,yg开始，栅格单元坐标xi,yi沿直线向待扩展栅格单元坐标xm,ym进行迭代，迭代方向为xdir＝xm-xg|xm-xg|,ydir＝ym-yg|ym-yg|；若|k|≥1，则进入步骤S513沿纵轴方向拓展，否则进入步骤S514沿横轴方向拓展； 步骤S513：迭代过程中每检查一个栅格单元之前e＝e+1，若e≥|k|2，则将当前栅格单元坐标更新为xi+xdir,yi+ydir，同时e＝e-|k|；否则坐标更新为xi,yi+ydir；判断该坐标是否为障碍物栅格，若是则本轮迭代结束，当折半步长的栅格单元坐标满足要求时将其作为扩展子节点返回，进入步骤S515；否则继续更新栅格单元坐标至当前待扩展子节点栅格单元xm,ym； 步骤S514：迭代过程中每检查一个栅格单元之前e＝e+|k|，若e≥12，则将当前栅格单元坐标更新为xi+xdir,yi+ydir，同时e＝e-1；否则坐标更新为xi+xdir,yi；判断该坐标是否为障碍物栅格，若是则本轮迭代结束，当折半步长的栅格单元坐标满足要求时将其作为扩展子节点返回，进入步骤S515；否则继续更新栅格单元坐标至当前待扩展子节点栅格单元xm,ym； 步骤S515：判断是否遍历完当前节点所有待扩展子节点的栅格单元，若是则本轮节点扩展计算结束，否则返回步骤S512。

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