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龙图腾网获悉山东理工大学申请的专利一种自调整库仑力方法的无人直升机航线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：CN116661499B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10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：202310696163.7，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种自调整库仑力方法的无人直升机航线规划方法是由牛宗伟;刘丽峰;张强;邹恩宇设计研发完成，并于2023-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种自调整库仑力方法的无人直升机航线规划方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种自调整库仑力方法的无人直升机航线规划方法，其步骤为：1构建综合威胁模型，2计算综合威胁模型影响威胁场，3遴选适飞区域，构建飞行航线集，4执行航线评价，选择最优初始航线，5采用自调整库仑力方法改进最优初始航线，实现航线可飞行性优化。本发明是考虑到综合威胁和航迹点空间分布特征、飞行安全性和飞机性能等的航线选优问题。其算例结果表明，利用自调整库仑力方法在复杂威胁环境下能实现最优航线的规划，该方法能够给无人直升机提供有效飞行服务同时提高了飞行的安全性和可靠性。

本发明授权一种自调整库仑力方法的无人直升机航线规划方法在权利要求书中公布了：1.一种自调整库仑力方法的无人直升机航线规划方法，其特征采用以下实现步骤： 1构建综合威胁模型Tt，数学描述如下： 利用公式1～4得到空域内平面坐标离散值x和y，并以此为基础计算综合威胁模型的Tt威胁值： Ttx，y＝z1x，y+z2x，y+z3x，y1 z3x，y＝hc，x∈x1，x2，y∈y1，y24 公式1～4中，Ttx，y表示平面坐标x，y处地形威胁值，单位为公里；e为指数函数，z1、z2、z3分别为不可飞区域模型、地形威胁模型和建筑威胁模型，单位为米，x1、x2分别为建筑威胁的横坐标起、止坐标，单位为公里，y1、y2分别为建筑威胁的纵坐标起、止坐标，单位为公里，hc为建筑威胁的高度，单位为米； 2计算综合威胁模型影响威胁场： 首先利用公式5～6得到离散矩阵Mx、My，并将Mx、My代入公式1计算出对应的地形威胁模型的离散矩阵MT： [Mx，My]＝meshgrid1：wd5 MT＝TtMx,My6 公式5～6中，wd为研究空域的尺度范围，meshgrid为生成网格采样点的函数； MT＝TtMx，My6 然后利用公式7～10对MT求等高线得到地形威胁边界集c： [c，h]＝contourMT7 hv＝h.LevelListh.LevelList＞08 [rw，cw]＝findabscrr，cc-hv＜vths9 [xx，yy]＝buffermx1,y1,dbf，opt10 [in，on]＝inpolygonxx，yy，x1,y111 B＝[xx～in；yy～in；hv]12 公式7～10中，c、h分别表示生成的地形威胁边界集及其句柄，c、h分别表示生成的地形威胁边界集及其句柄，contour、find、abs分别为求等高线函数、搜索函数和求解绝对值的函数，h.LevelList分别为等高线级别对应的高程值，hv、rw、cw分别表示影响飞行安全的地形威胁边界集句柄、搜索到的地形威胁边界行的集合和列的集合，vths、rr、cc分别指比较两者相似性的阈值、地形威胁边界集的行和列索引值，xx、yy、x1、y1分别为缓冲区边界的纵横坐标和地形威胁边界的纵横坐标，bufferm、dbf、optf分别为产生缓冲区的函数、生成缓冲区的距离和选择生成内部或者外部缓冲区的参数；公式11～12中，in、on分别表示缓冲区边界点在地形威胁内部和边界上离散点的序号，inpolygon表示判断点是否在多边形内部的函数，～为取相反数的符号； 3遴选适飞区域，构建飞行航线集 首先利用公式13～14产生无地形威胁时的最短航线池集边界L： [xx1，yy1]＝bufferm[xsxe]，[ysye]，dlbf，opt13 L＝[xx1；yy1；hv]14 公式13～14中，xs、ys、xs、ys分别为起始点的纵横坐标和目标点的纵横坐标，dlbf表示最短航线的缓冲区距离； 然后利用公式15利用最短航线池集边界对去除地形威胁后的区域进行选取，生成满足距离和安全约束的适飞区： [in1，on1]＝inpolygonxx～in，yy～in，xx1，yy115 [in2，on2]＝inpolygonxr，yr，xx1，yy116 xr＝ceilrandxrc，yrl*xe-xs+1 yr＝ceilrandxrc,yrl*ye-ys+1 [in3，on3]＝inpolygonxr，yr，xxin，yyin17 P＝[xrin2amp;～in3yrin2amp;～in3]18 公式15～18中，in1、on1分别表示排除地形威胁的边界在最短航线池集内部和边界上离散点的序号，xr、yr分别表示随机生成的航线集x、y坐标，xrc、yrl分别表示随机生成的航线集的行数和列数，nib、non、nnin分别表示V1在距离椭圆内部、边界上和不在内部的离散点个数，in2、on2分表示随机生成的航线集的在最短航线池集边界内部和边界上离散点的序号，in3、on3分别表示随机生成的航线集的在排除地形威胁的边界内部和边界上离散点的序号，P为排除地形威胁及位于最短航线池内的航线集； 利用公式20～23建立航线集的动态组合frs： [xfd,si]＝sortxf20 yfd＝yfsi21 zfd＝zfsi22 pfs＝[xfd；yfd；zfd]23 公式20～23中，xfd，si分别表示按升序排序后x坐标值及其在原来xf中序号，yfd、zfd分别表示对应于排序后y及z坐标值，frs表示航线集的动态组合； 4执行航线评价，选择最优初始航线fp： 公式24中，min，sum，dist分别为求最小值、求和及计算距离的函数，上标T表示求矩阵转置的函数，通过公式24计算航迹点的综合威胁模型之和的最小值fpv和序号fid，fp获取限制航线高程的最优初始航线； 5采用自调整库仑力方法改进最优初始航线，实现航线可飞行性优化： zp＝kz*dh+fpz26 dxi＝xi+1-xi，i＝1,2，…，fn-1 dyi＝yi+1-yi，i＝1,2，…，fn-1 dhi＝fpzi+1-fpzi，i＝1,2，…，fn-1 mdx＝mean[dxi，dxi+1，dxi-1] mdy＝mean[dyi，dyi+1，dyi-1] mdz＝dh kx＝-signdx*cxmdx+eps ky＝-signdy*cymdy+eps kz＝-signdz*czmdz+eps cx＝c1mdx+eps cy＝c2mdy+eps cz＝c3mdz+eps 公式25～27中，kx、ky、kz分别表示对应于航线优化调整参数，d、dx、dy、dh分别为航线段的长度、横坐标增量、纵坐标增量和高程增量，fn表示航线中航线点的个数，xp、yp、zp分别表示对应于航线优化后各航迹点的x、y及z坐标值，fpx、fpy、fpz分别表示最优初始航线各航迹点的x、y及z坐标值，mdx、mdy、mdz分别表示用于航线优化的x、y及z坐标值调整系数，cx、cy、cz分别表示用于航线优化的x、y及z坐标值调整常数，mean、sign、eps分别表示求平均值函数、符号函数和表示浮点相对精度函数。

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