一种无人机航线检查图的生成方法、装置及电子设备与流程

本发明涉及无人机航点信息处理技术领域，特别是指一种无人机航线检查图的生成方法、装置及电子设备。

背景技术

小型无人机的飞行高度通常较低，在复杂地形环境中执行飞行任务时，如果没有很好的机载避障传感器和对应控制算法，则存在坠毁的风险。为了避免这样的危险，作业人员在起飞前会针对航线的高程进行安全检查。

现有技术的检查方式比较简单易行，但存在一定的风险：

1.现有技术中，无论航点是否是盘旋航点，都是只是检查相邻航点连线形成的航线的飞行高度是否安全，若无人机实际飞行时需要绕着某一航点盘旋飞行，而现有的检查方式无法检查盘旋过程中的飞行高度，存在安全隐患；

2.无人机因为气动特性的原因，其垂直爬升速率往往有一个最大限值，在相邻两个航点高程落差较大的情况下，无人机很难按照预设的航点爬升到预定的高度，若后一个航点附近地势较高，无人机如果没有爬升到预定高度就存在撞地坠毁的风险，在现有的检查方式中，也无法直观的发现这样的安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种无人机航线检查图的生成方法、装置及电子设备。以解决无人机在盘旋航点处的飞行高度安全检查问题和无人机在大角度爬升航线中的高度安全检查问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供一种无人机航线检查图的生成方法，包括：

获取初始航点集合P，所述初始航点集合P中包括盘旋航点；

根据所述初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合；

根据所述初始航点集合P和所述盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th；

根据所述第一集合Ah以及所述第二集合Th，得到第三集合Rh；

根据所述第一集合Ah得到航线高程图、根据所述第二集合Th得到地形切面图以及根据所述第三集合Rh得到高程航段区域；

根据所述航线高程图、所述地形切面图以及所述高程航段区域，生成航线检查图。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种无人机航线检查图的生成装置，包括：

获取模块，用于获取初始航点集合P，所述初始航点集合P中包括盘旋航点；

第一处理模块，用于根据所述初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合；

第二处理模块，用于根据所述初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th；

第三处理模块，用于根据第一集合Ah以及所述第二集合Th，得到第三集合Rh；

第四处理模块，用于根据所述第一集合Ah得到航线高程图、根据所述第二集合Th得到地形切面图以及根据所述第三集合Rh得到高程航段区域；

第五处理模块，用于根据所述航线高程图、所述地形切面图以及所述高程航段区域，生成航线检查图。

根据本发明实施例的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的无人机航线检查图的生成方法。

根据本发明实施例的再一方面，提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令；当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，实现如上述的无人机航线检查图的生成方法。

本发明的上述技术方案至少包括以下有益效果：

本发明的上述技术方案，通过获取初始航点集合P，初始航点集合P中包括盘旋航点；根据初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合；根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th；根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh；根据第一集合Ah得到航线高程图、根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域；根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图。该航线检查图可以显示出航线高程、地形切面图以及高程航段区域，根据该航线检查图中的航线高程、地形切面图以及高程航段区域，可以快速定位高程危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的无人机航线检查图的生成方法的流程示意图；

图2是图1所示方法的步骤12的实现流程示意图；

图3是图1所示方法的步骤13的实现流程示意图；

图4是图3所示方法的步骤131中得到第一集合Ah的实现流程示意图；

图5是图3所示方法的步骤132中得到第二集合Th的实现流程示意图；

图6是图1所示方法的步骤14的实现流程示意图；

图7是图6所示方法的步骤142的实现流程示意图；

图8是本发明的实施例提供的无人机航线检查图的生成方法的另一流程示意图；

图9是图8所示方法的步骤17的实现流程示意图；

图10是本发明的实施例提供的无人机航线检查图的生成方法的一具体流程示意图；

图11是本发明的实施例中待检查的无人机的航线俯视图；

图12是与图11对应的标注了检查航点的无人机的航线俯视图；

图13是本发明的实施例中利用本发明的无人机航线检查图的生成方法生成的与图11和图12中的航线对应的航线检查图；

图14是与图13的航线检查图对应的检查航点 a9至检查航点a10航段的局部放大图；

图15是本发明的实施例的无人机航线检查图的生成装置的模块示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在对本发明的技术方案进行详细介绍之前，先对本发明实施例中涉及的各集合的含义进行如下说明：

初始航点集合P：组成元素为（p0，p1，p2，…，pi，…，pn），其中，其中，p0为航线的起点，pn为航线的终点，初始航点pi具有经纬度和海拔高度（下文称为航线高程）坐标信息。初始航点集合P中包括盘旋航点，盘旋航点包括任务盘旋航点和/或降落盘旋航点；其中，航线包括任务航段和降落航段，任务盘旋航点是指任务航段上的盘旋航点；降落盘旋航点是指降落航段上的盘旋航点。

盘旋辅助点集合：包括任务盘旋辅助点集合F’和/或降落盘旋辅助点集合F；任务盘旋辅助点集合F’的组成元素表示为（c0’，c1’，cn’），其中，c0’表示任务盘旋转弯点、c1’表示切入任务盘旋圆的任务盘旋切入点，cn’表示退出任务盘旋圆的任务盘旋改出点；降落盘旋辅助点集合F的组成元素表示为（c0，c1，cm，cn），其中，c0表示降落盘旋转弯点、c1表示切入降落盘旋圆的降落盘旋切入点、cm表示降落盘旋中间点、cn表示退出降落盘旋圆的降落盘旋改出点。任务盘旋辅助点和降落盘旋辅助点具有经纬度和海拔高度（下文称为航线高程）坐标信息。

盘旋路径点集合：包括任务盘旋路径点集合C’和/或降落盘旋路径点集合C；其中，任务盘旋路径点集合C’的组成元素表示为（，c1’，c2’，…，ci’，…，cn’），降落盘旋路径点集合C的组成元素表示为（c1，c2，…，ci，…，cn），其中，任务盘旋路径点和降落盘旋路径点具有经纬度和海拔高度（下文称为航线高程）坐标信息。

检查航点集合A：由初始航点集合P和盘旋辅助点集合组成，组成元素表示为(a0，a1，a2，…，ai，…，an），其中，a0为航线的起点（位置同p0），an为航线的终点（位置同pn），检查航点ai具有经纬度和海拔高度（下文称为航线高程）坐标信息。

航线路径点集合A1：由初始航点集合P和盘旋路径点集合组成。

地形采样点集合T：组成元素为（t1，t2，…，ti，…，tn），其中，地形采样点ti具有经纬度坐标信息。

第一集合Ah：组成元素为（Ah1，Ah2，…Ahi，…Ahn），其中，Ahi组成元素为[Dai，Hai]，Dai表示检查航点ai的航程，Hai表示检查航点ai的航线高程。

第二集合Th：组成元素为（Th1，Th2，…Thi，…Thn），其中，Thi的组成元素为[Dti，hti]，Dti表示地形采样点ti的航程，hti表示地形采样点ti的地形高程。

第三集合Rh：第三集合Rh根据第一集合Ah和第二集合Th生成，能够体现高程采样点ri的离地高程DH（高程采样点ri的离地高程DH指高程采样点ri的航线高程Hri与地形高程hri的差值）小于预设高程阈值L的航段区域。

第四集合Bh：第四集合Bh根据第一集合Ah生成，能够体现垂向夹角β大于预设角度阈值J的航段区域。

需要说明的是，上述各集合中，n表示集合中元素的最多个数，不同集合中n的具体值可以不相同，也可以相同。

如图1所示，本发明的实施例提供一种无人机航线检查图的生成方法，包括：步骤11至步骤16。

步骤11，获取初始航点集合P，初始航点集合P中包括盘旋航点。

步骤12，根据初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合。盘旋辅助点集合用于确定对应盘旋航点处的盘旋路径。

步骤13，根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th。第一集合Ah中的元素表示为Ahi [Dai，Hai]，Dai表示检查航点ai的航程，Hai表示检查航点ai的航线高程；检查航点ai为检查航点集合A中的元素，检查航点集合A由初始航点集合P和盘旋辅助点集合组成。第二集合Th中的元素表示为Thi[Dti，hti]，Dti表示地形采样点ti的航程，hti表示地形采样点ti的地形高程，地形采样点ti为地形采样点集合T中的元素，地形采样点集合T根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合确定。

步骤14，根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh。

步骤15，根据第一集合Ah得到航线高程图、根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域。其中，高程航段区域即高程危险航段区域，是指航线高程与地形高程之间的高程差（即离地高程）小于预设高程阈值的航段区域。

步骤16，根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图。

该实施例，通过获取初始航点集合P，初始航点集合P中包括盘旋航点；根据初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合；根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th；根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh；根据第一集合Ah得到航线高程图，根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域；从而根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图；该航线检查图可以显示出航线高程图、地形切面图以及高程航段区域。其中，根据第一集合Ah得到航线高程图，根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域，具体实现时，可通过在同一坐标系中，根据第一集合Ah绘制得到航线高程图，根据第二集合Th绘制得到地形切面图以及根据第三集合Rh绘制得到高程航段区域。

根据该航线检查图中的航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，可以快速定位高程危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

可选的，盘旋航点包括任务盘旋航点和/或降落盘旋航点，相应的，盘旋辅助点集合包括任务盘旋辅助点集合F’和/或降落盘旋辅助点集合F。具体的，盘旋航点可以包括任务盘旋航点和降落盘旋航点两种盘旋航点，也可以只包括任务盘旋航点和降落盘旋航点中的任意一种盘旋航点。盘旋航点包括任务盘旋航点时，盘旋辅助点集合包括任务盘旋辅助点集合F’；盘旋航点包括降落盘旋航点时，盘旋辅助点集合包括降落盘旋辅助点集合F；盘旋航点包括任务盘旋航点和降落盘旋航点时，盘旋辅助点集合包括任务盘旋辅助点集合F’和降落盘旋辅助点集合F。

本发明的一可选的实施例中，步骤12包括步骤121：根据初始航点集合P，确定任务盘旋辅助点集合F’。

可选的，步骤121包括：步骤1211和步骤1212。

步骤1211，根据初始航点集合P，确定任务盘旋路径的任务盘旋转弯点c0’、切入任务盘旋圆的任务盘旋切入点c1’和退出任务盘旋圆的任务盘旋改出点cn’；其中，任务盘旋圆是以任务盘旋航点为盘旋中心，以任务盘旋半径为半径的圆。

可选的，根据初始航点集合P，确定任务盘旋路径的任务盘旋转弯点c0’、切入任务盘旋圆的任务盘旋切入点c1’和退出任务盘旋圆的任务盘旋改出点cn’，可采用以下方法实现：

1、将位于任务盘旋航点与相邻的上一初始航点的连线上，且与任务盘旋航点的距离等于两倍任务盘旋半径的点，确定为任务盘旋转弯点c0’。

2、将任务盘旋航点与相邻的上一初始航点的连线，以任务盘旋航点为旋转中心沿逆时针旋转第一预设角度后与任务盘旋圆的交点，确定为任务盘旋切入点c1’。

3、将任务盘旋航点之后相邻的下一初始航点与任务盘旋航点的连线的延长线与任务盘旋圆的交点，确定为任务盘旋改出点cn’。或者将任务盘旋改出点cn’设置在与任务盘旋切入点c1’相同的位置，此时，任务盘旋改出点cn’与任务盘旋切入点c1’位置相同，两者之间的航线距离等于任务盘旋圆的圆周长度。

但本发明不以此为限制，还可以采用其他方法确定任务盘旋路径的任务盘旋转弯点c0’、任务盘旋切入点c1’和任务盘旋改出点cn’。

步骤1212，将任务盘旋转弯点c0’、任务盘旋切入点c1’和任务盘旋改出点cn’按顺序加入任务盘旋辅助点集合F’，得到任务盘旋辅助点集合F’。

本发明的一可选的实施例中，步骤12包括步骤122：根据初始航点集合P，确定降落盘旋辅助点集合F。

可选的，步骤122包括：步骤1221和步骤1222。

步骤1221，根据初始航点集合P，确定降落盘旋路径的降落盘旋转弯点c0、切入降落盘旋圆的降落盘旋切入点c1、降落盘旋中间点cm和退出降落盘旋圆的降落盘旋改出点cn；其中，降落盘旋圆是以降落盘旋航点为盘旋中心，以降落盘旋半径为半径的圆。

可选的，根据初始航点集合P，确定降落盘旋路径的降落盘旋转弯点c0、切入降落盘旋圆的降落盘旋切入点c1、降落盘旋中间点cm和退出降落盘旋圆的降落盘旋改出点cn，可采用以下方法实现：

1、将位于降落盘旋航点与相邻的上一初始航点的连线上，且与降落盘旋航点的距离等于两倍降落盘旋半径的点，确定为降落盘旋转弯点c0。

2、将降落盘旋航点与相邻的上一初始航点的连线，以降落盘旋航点为旋转中心沿逆时针旋转第一预设角度后与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋切入点c1。

3、将降落盘旋航点之后相邻的下一初始航点与降落盘旋航点的连线的延长线与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋中间点cm。

4、将降落盘旋航点之后相邻的下一初始航点与降落盘旋航点的连线的延长线沿顺时针旋转第一预设角度后与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋改出点cn。或者将降落盘旋航点之后相邻的下一初始航点与降落盘旋航点的连线的延长线与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋改出点cn。或者将降落盘旋改出点cn设置在与降落盘旋切入点c1相同的位置，此时，降落盘旋改出点cn与降落盘旋切入点c1位置相同，两者之间的航线距离等于降落盘旋圆的圆周长度的倍数。

但本发明不以此为限制，还可以采用其他方法确定降落盘旋转弯点c0、降落盘旋切入点c1、降落盘旋中间点cm和降落盘旋改出点cn。

上述实施例中，任务盘旋半径和降落盘旋半径可以相同，也可以不同。

步骤1222，将降落盘旋转弯点c0、降落盘旋切入点c1、降落盘旋中间点cm和降落盘旋改出点cn加入降落盘旋辅助点集合F，得到降落盘旋辅助点集合F。

如图2所示，本发明的一可选的实施例中，步骤12包括步骤121和步骤122。步骤121和步骤122的具体实现方式可参照上述实施方式实现，在此不再赘述。本发明对步骤121和步骤122的执行步骤不做具体限定，可先执行步骤121，再执行步骤122，或者先执行步骤122再执行步骤121。

如图3所示，本发明一可选的实施例中，上述步骤13包括步骤131和步骤132。

步骤131，根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah。

如图4所示，可选的，本发明一可选的实施例中，步骤131包括：步骤1311和步骤1312。

步骤1311，将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋辅助点集合中所有的盘旋辅助点按顺序添加到检查航点集合A中，得到检查航点集合A。

步骤1312，根据检查航点集合A，得到第一集合Ah。

可选的，步骤1312包括步骤13121至步骤13123。

步骤13121，确定检查航点集合A中的检查航点ai的航程Dai。

可选的，步骤13121中确定检查航点集合A中的检查航点ai的航程Dai的方法包括：计算检查航点集合A中由第一个检查航点起至检查航点ai止各相邻的检查航点之间的航线距离；将各相邻的检查航点之间的航线距离进行累加，得到检查航点ai的航程Dai。这里的航线距离是指经纬度坐标系（如图12的航线俯视图）下的距离，具体实现时，可以从第一个检查航点（如a0）起，依次计算相邻的两个检查航点之间的航线距离，将航线距离进行累加，得到对应检查航点的航程，比如，计算检查航点a1至a0的航线距离d1，得到检查航点a1的航程Da1=d1；计算检查航点a2至a1的航线距离d2，将航线距离d1和d2累加，得到检查航点a2的航程Da2= d1 d2= Da1 d2；计算检查航点a3至a2的航线距离d3，将航线距离d1、d2和d3累加，得到检查航点a3的航程Da2= d1 d2 d3=Da2 d3；依次类推，检查航点ai的航程Dai=d1 d2 d3 …di= Dai-1 di，即检查航点ai的航程Dai等于由检查航点a0起至检查航点ai止各相邻的检查航点之间的航线距离之和，也就是说，将检查航点ai到检查航点ai-1的航线距离di累加到检查航点ai-1的航程Dai-1中可得到检查航点ai的航程Dai。

步骤13122，确定检查航点ai对应的航线高程Hai。检查航点ai的航线高程是指检查航点ai的海拔高度。具体的，当检查航点ai为初始航点时，检查航点ai对应的航线高程Hai即为初始航点的海拔高度，初始航点的海拔高度在航线规划时已预先设置好了。当检查航点ai为盘旋辅助点时，检查航点ai对应的航线高程Hai可根据与盘旋路径相邻的初始航点的海拔高度确定。

步骤13123，向第一集合Ah中添加元素Ahi[Dai，Hai]，直到遍历检查航点集合A中的所有检查航点，得到的所有元素形成第一集合Ah。

这里，根据第一集合Ah可以得到航线高程图，具体的，可以根据第一集合Ah绘制得到航线高程图，其中，航线高程图反映的是航线上的检查航点ai的航程Dai与航线高程Hai的关系。

步骤132，根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第二集合Th。

如图5所示，本发明一可选的实施例中，步骤132包括：步骤1321和步骤1322。

步骤1321，根据盘旋辅助点集合，确定盘旋路径点集合。

由于盘旋航点包括任务盘旋航点和/或降落盘旋航点，盘旋辅助点集合包括任务盘旋辅助点集合F’和/或降落盘旋辅助点集合F，那么相应的，盘旋路径点集合包括任务盘旋路径点集合C’和/或降落盘旋路径点集合C。

本发明一可选的实施例中，步骤1321包括步骤13211：根据任务盘旋辅助点集合F’，确定任务盘旋路径点集合C’。

可选的，步骤13211可通过以下方式实现：

1、根据任务盘旋切入点c1’和任务盘旋半径，从任务盘旋切入点c1’起沿预定方向每隔第二预设角度采集任务盘旋圆上的点作为任务盘旋点，采集至任务盘旋改出点cn’，得到所有的任务盘旋点。

2、将任务盘旋转弯点c0’以及所有的任务盘旋点按顺序加入任务盘旋路径点集合C’，得到任务盘旋路径点集合C’。

本发明一可选的实施例中，步骤1321包括步骤13212：根据降落盘旋辅助点集合F，确定降落盘旋路径点集合C。

可选的，步骤13212可通过以下方式实现：

1、根据降落盘旋切入点c1和降落盘旋半径，从降落盘旋切入点c1起沿预定方向每隔第二预设角度采集降落盘旋圆上的点作为降落盘旋点，采集至降落盘旋中间点cm后，再沿着降落盘旋圆继续采集至降落盘旋改出点cn，得到所有的降落盘旋点。

2、将降落盘旋转弯点c0以及所有的降落盘旋点按顺序加入降落盘旋路径点集合C，得到降落盘旋路径点集合C。

本发明一可选的实施例中，步骤1321包括步骤13211和步骤13212。步骤13211和步骤13212的具体实现方式可参照上述实施方式实现，在此不再赘述。本发明对步骤13211和步骤13212的执行步骤不做具体限定，可先执行步骤13211，再执行步骤13212，或者先执行步骤13212再执行步骤13211。

上述实施例中，预定方向与盘旋方向一致，可以为逆时针方向，也可以为顺时针方向。

上述实施例中，第一预设角度通常根据飞控端的参数进行设置，通常为30°。但本发明不以此为限制，第一预设角度可以根据实际需要适当调整，也可以为其他角度。

上述实施例中，第二预设角度可以根据预设步长和盘旋半径确定，例如，确定任务盘旋路径点集合C’时，第二预设角度=预设步长/任务盘旋半径，确定降落盘旋路径点集合C时，第二预设角度=预设步长/降落盘旋半径。

需要说明的是，上述实施例中无人机的任务盘旋过程为上升盘旋或平飞盘旋的过程，任务盘旋路径为，由任务盘旋转弯点c0’开始，经过任务盘旋切入点c1’进入任务盘旋圆进行盘旋，最后经过任务盘旋改出点cn’退出任务盘旋圆，再经过任务盘旋航点（即任务盘旋圆的圆心）驶离。无人机的降落盘旋过程包括下降盘旋和固定高度盘旋两个阶段，即先下降然后在固定高度盘旋，降落盘旋路径为，由降落盘旋转弯点c0开始，经过降落盘旋切入点c1进入降落盘旋圆并降落盘旋至降落盘旋中间点cm，由降落盘旋中间点cm开始固定高度盘旋至降落盘旋改出点cn退出降落盘旋圆，并经过降落盘旋航点（即降落盘旋圆的圆心）驶离。

步骤1322，根据初始航点集合P和盘旋路径点集合，得到第二集合Th。

本发明一可选的实施例中，步骤1322包括步骤13221至步骤13223。

步骤13221将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋路径点集合中所有的盘旋路径点按顺序添加到航线路径点集合A1中，得到航线路径点集合A1。

步骤13222，将航线路径点集合A1中所有的航线路径点形成的航线，按照预设步长进行插值采样，得到的地形采样点形成地形采样点集合T。

可选的，预设步长可以设置为100米，可以遍历航线路径点集合A1中的所有航线路径点，将A1中所有航线路径点形成的航线按照100米步长插值采集出若干个地形采样点，即相邻两个地形采样点之间的航线距离为100米，最后将这些地形采样点添加到一个新的集合T中，该新的集合T即为地形采样点集合T。但本发明不以此为限制，预设步长的具体数值可根据实际需要适当调整。

步骤13223，根据地形采样点集合T，得到第二集合Th。

可选的，步骤13223可通过以下方式实现：

1、获取地形采样点集合T中的地形采样点ti对应的航程Dti和地形高程hti；

2、向第二集合Th中添加元素Thi[Dti，hti]，直到遍历地形采样点集合T中的所有地形采样点，得到的所有元素形成第二集合Th。

本实施例中，遍历地形采样点集合T，可以根据每个地形采样点ti的位置信息（即经纬度坐标信息）从地形数据库中获取每个地形采样点ti对应的地形高程hti，从而根据每个地形采样点ti对应的航程Dti和地形高程hti，形成第二集合Th。这里根据第二集合Th可以得到地形切面图，具体的，可以根据第二集合Th绘制得到地形切面图，地形切面图反映的是航线对应的地形采样点ti的航程Dti与地形高程hti的关系。

如图6所示，本发明一可选的实施例中，上述步骤14根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh，可以包括：步骤141至步骤145。

步骤141，根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。

可选的，步骤141包括步骤1411和步骤1412。

步骤1411，遍历第一集合Ah以及第二集合Th，将与第一集合Ah中任意相邻的元素Ahi和Ahi 1分别对应的检查航点ai和检查航点ai 1中的至少一个检查航点，以及位于检查航点ai和检查航点ai 1之间且与第二集合Th中的元素对应的地形采样点，组成一个高程采样点集合R。

步骤1412，根据第一集合Ah中多组相邻的元素以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。

具体的，在得到高程采样点集合R时，针对高程采样点集合R中具体包括的检查航点，可分以下两种情况：

1、若第一个高程采样点集合R中包括两端的两个检查航点，则后续的高程采样点集合R中，只包括相邻两个检查航点中的后一个检查航点。比如，第一个高程采样点R包括检查航点a0和检查航点a1，则第二个高程采样点集合R中只包括检查航点a2，类似的，最后一个高程采样点集合R中只包括检查航点an。

2、若第一个高程采样点集合R中仅包括相邻的两个检查航点中的前一个检查航点，则后续的高程采样点集合R中除最后一个高程采样点集合R外，其他高程采样点集合R中也是仅仅包括相邻的两个检查航点中的前一个检查航点，而最后一个高程采样点集合R中，包括最后相邻的两个检查航点。比如，第一个高程采样点集合R只包括检查航点a0，则第二个高程采样点集合R中只包括检查航点a1，类似的，第n-1个高程采样点集合中只包括检查航点an-2，而最后一个高程采样点集合R中，包括检查航点an-1和检查航点an。

但本发明不以此为限制，高程采样点集合R中包括检查航点的方式，可根据实际需要进行适当调整，只要所有的高程采样点集合R中，能够包括所有的检查航点和检查航点之间的地形采样点即可。

步骤142，按顺序遍历每个高程采样点集合R，计算高程采样点集合R中的高程采样点ri对应的航线高程Hri。

如图7所示，可选的，步骤142中，计算高程采样点集合R中的高程采样点ri对应的航线高程Hri包括：步骤1421和步骤1422。

步骤1421，根据第一集合Ah中相邻的两个元素Ahi和Ahi 1，计算元素Ahi对应的检查航点ai与元素Ahi 1对应的检查航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA。

步骤1422，根据检查航点ai与检查航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA，以及高程采样点ri与检查航点ai之间的航程差ΔDR，得到高程采样点ri对应的航线高程Hri。

一种可选的实现方式中，高程采样点ri对应的航线高程Hri的计算公式为Hri=Hai ΔHR，其中，ΔHR=ΔDR×ΔHA/ΔDA，即Hri=Hai ΔDR×ΔHA/ΔDA；其中，ΔHA=Hai 1-Hai，ΔDA=Dai 1-Dai，ΔDR=(Dri-Dai)，式中，ΔHR为高程采样点ri与检查航点ai之间的高程差，Hai 1和Hai分别为检查航点ai 1和检查航点ai对应的航线高程，Dai 1和Dai分别为检查航点ai 1和检查航点ai对应的航程，Dri为高程采样点ri对应的航程。其中，在高程采样点ri为检查航点ai或检查航点ai 1时，Dri等于Dai或Dai 1；在高程采样点ri为地形采样点ti时，Dri等于Dti。

步骤143，获取高程采样点ri对应的地形高程hri。

其中，在高程采样点ri为检查航点ai或检查航点ai 1时，hri等于hai或hai 1，hai和hai 1分别为检查航点ai和检查ai 1对应的地形高程；在高程采样点ri为地形采样点ti时，高程采样点ri对应的地形高程hri等于地形采样点ti对应的地形高程hti。

步骤144，计算高程采样点ri的航线高程Hri与地形高程hri的差值，并将该差值作为高程采样点ri的离地高程DH。具体的，离地高程DH的计算公式为：DH=Hri-hri，式中，Hri为高程采样点ri的航线高程，hri为高程采样点ri的地形高程。

步骤145，根据离地高程DH，得到第三集合Rh。

可选的，具体实现时，该步骤145具体可以分为以下四种情况：

1、如果离地高程DH≤L，且当前绘图状态为第一状态，则确定高程采样点集合R中的高程采样点ri的航程Dri，并向第三集合Rh中添加元素[Dri-s，0]和[Dri，Hri]，并将当前绘图状态改为第二状态，继续循环下一个高程采样点ri 1；其中，L为预设高程阈值。可选的，预设高程阈值L可以设置为100米，也可以为设置为50米，但本发明不以此为限制，预设高程阈值L可根据实际需要适当调整。

具体的，确定高程采样点集合R中的高程采样点ri的航程Dri的方法可通过以下方式实现：在高程采样点ri为检查航点ai或检查航点ai 1时，Dri等于Dai或Dai 1，Dai和Dai 1分别为检查航点ai和检查航点ai 1对应的航程；在高程采样点ri为地形采样点ti时，高程采样点ri对应的航程Dri等于地形采样点ti对应的航程Dti。

2、如果离地高程DH≤L时，且当前绘图状态为第二状态，则确定高程采样点集合R中的高程采样点ri的航程Dri，并向第三集合Rh中添加元素[Dri，Hri]，继续循环下一个高程采样点ri 1。

3、如果离地高程DH>L，且当前绘图状态为第二状态，则确定高程采样点集合R中的高程采样点ri-1的航程Dri-1，并向第三集合Rh中添加元素[Dri-1 s，0]，以及将当前绘图状态改为第一状态，继续循环下一个高程采样点ri 1；可选的，预设步长可以为第二集合Th中相邻的两个元素对应的地形采样点之间的航线距离；例如，预设步长为100米，但本发明不以此为限制，预设步长的具体取值可根据实际需要进行适当调整。高程采样点ri-1的航程Dri-1的确定方法可参照上述高程采样点ri的航程Dri的确定方法实现，在此不再赘述。

4、如果离地高程DH>L，且当前绘图状态为第一状态，则第三集合Rh的元素无变化，继续循环下一个高程采样点ri 1。

其中，上述四种情况中，当前绘图状态是标志变量，用于记录当前数据是否处于需要显示的区间，第一状态代表不在显示区间内，第二状态代表在显示区间内；s为绘图参数，s的取值范围为0~1，优选的，s的取值范围为0~0.5，进一步优选的，s的取值可以为0.01。

需要说明的是，经过上述步骤145得到的第三集合Rh可能为非空集合，也可能为空集合；第三集合Rh为非空集合，说明存在高程采样点的离地高程DH小于预设高程阈值L的情况，此时，根据第三集合Rh可以得到高程航段区域，航线检查图中能够看到航线高程图、地形切面图和高程航段区域；第三集合Rh为空集合，说明所有的高程采样点的离地高程DH都大于预设高程阈值L，此时，根据第三集合Rh得到的高程航段区域为空区域，航线检查图中可以看到航线高程图和地形切面图，看不到高程航段区域。

本实施例中，根据第三集合Rh可以得到高程航段区域，这样就可以根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图。具体的，可以在同一坐标系中绘制航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，从而生成航线检查图。其中，高程航段区域是根据第三集合Rh绘制得到的，利用第三集合Rh可以将围成高程航段区域的折线一次性绘制出来，绘制过程简单且容易实现，提高了航线检查图的生成效率。根据该航线检查图中的高程航段区域，可以快速定位高程危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

如图8所示，本发明的一可选的实施例中，在步骤11至16的基础上，还可以进一步包括：步骤17至步骤19。

步骤17，根据第一集合Ah，得到第四集合Bh。

步骤18，根据第四集合Bh，得到角度航段区域。其中，角度航段区域即角度危险航段区域，是指爬升角度过陡或俯冲角度过陡的航段区域。

步骤19，根据角度航段区域更新航线检查图，生成新的航线检查图。具体的，在步骤16得到的航线检查图中根据第四集合Bh绘制得到角度航段区域，从而根据角度航段区域更新航线检查图，得到新的航线检查图。

本发明的上述实施例中，该新的航线检查图可以显示出航线高程图、地形切面图、高程航段区域以及角度航段区域。根据该航线检查图中的高程航段区域以及角度航段区域可以快速定位高程危险航段和角度危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查、角度安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

如图9所示，本发明一可选的实施例中，上述步骤17，可以包括：步骤171至步骤173。

步骤171，根据第一集合Ah中相邻的两个元素Ahi和Ahi 1，计算元素Ahi对应的检查航点ai与元素Ahi 1对应的检查航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA。

步骤172，根据航程差ΔDA和高程差ΔHA，计算检查航点ai与检查航点ai 1之间的垂向夹角β；其中，β=Atan(ΔHA/ΔDA)。

步骤173，根据垂向夹角β，得到第四集合Bh。

这里，步骤173具体可以分为以下四种情况：

1、如果β大于J，且当前绘图状态为第一状态，则向第四集合Bh中添加元素[Dai-s，0]和[Dai，Hai]，并把当前绘图状态改为第二状态，继续循环；其中，J为预设角度阈值。可选的，预设角度阈值J可以为15°，但本发明不以此为限制，预设角度阈值J可根据实际需要适当调整。

2、如果β大于J，且当前绘图状态为第二状态，则直接向第四集合Bh中添加一个元素[Dai，Hai]，继续循环。

3、如果β小于或等于J，且当前绘图状态为第一状态，则第四集合Bh的元素无变化，继续循环。

4、如果β小于或等于J，且当前绘图状态为第二状态，则向第四集合Bh中添加元素[Dai，Hai]和[Dai s，0]，并把当前绘图状态改为第一状态，继续循环。

直到遍历所有的β，得到组成第四集合Bh的所有元素，即生成第四集合Bh；其中，当前绘图状态是标志变量，用于记录当前数据是否处于需要显示的区间，第一状态代表不在显示区间内，第二状态代表在显示区间内；s为绘图参数，s的取值范围为0~1，优选的，s的取值范围为0~0.5，进一步优选的，s的取值可以为0.01。

需要说明的是，经过上述步骤173得到的第四集合Bh可能为非空集合，也可能为空集合；第四集合Bh为非空集合，说明存在相邻检查航点的垂向夹角β大于预设角度阈值J的情况，此时，根据第四集合Bh可以得到角度航段区域，航线检查图中能够看到航线高程图、地形切面图和角度航段区域；第四集合Bh为空集合，说明不存在相邻检查航点的垂向夹角β大于预设角度阈值J的情况，此时，根据第四集合Bh得到的角度航段区域为空区域，航线检查图中可以看到航线高程图和地形切面图，看不到角度航段区域。航线检查图中是否能看到高程航段区域，需根据第三集合Rh是否为非空集合确定，在此不再赘述。

本实施例中，角度航段区域是根据第四集合Bh绘制得到的，利用第四集合Bh可以将围成角度航段区域的折线一次性绘制在航线检查图上，得到新的航线检查图，绘制过程简单且容易实现，提高了航线检查图的生成效率。这样就可以根据航线高程图、地形切面图、高程航段区域以及角度航段区域，生成新的航线检查图。具体的，可以在包括航线高程图、地形切面图、高程航段区域的航线检查图的坐标系中，绘制角度航段区域，从而生成新的航线检查图。根据该新的航线检查图中的高程航段区域以及角度航段区域可以快速定位高程危险航段和角度危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查、角度安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

如图10所示，下面结合图10说明本发明无人机航线检查图的生成方法的具体实现流程。该具体实施例中，无人机航线检查图的生成方法包括：

步骤211，获取初始航点集合P，初始航点集合P中包括盘旋航点。

步骤212，按顺序遍历初始航点集合P中所有的初始航点。

步骤213，判断初始航点pi是否为盘旋航点，如果不是，执行进行步骤214；如果是，执行步骤215至步骤218。

步骤214，若初始航点pi不是盘旋航点，将初始航点pi分别加入检查航点集合A和航线路径点集合A1中。

步骤215，若初始航点ai是盘旋航点，根据初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合。根据盘旋航点具体是任务盘旋航点和/或降落盘旋航点，步骤215包括：根据初始航点集合P，确定任务盘旋辅助点集合F’和/或确定降落盘旋辅助点集合F。步骤215的具体实现过程可参照上述实施例实现，在此不再赘述。

步骤216，将盘旋辅助点集合中的盘旋辅助点和初始航点pi加入检查航点集合A中。

步骤217，根据盘旋辅助点集合确定盘旋路径点集合。根据盘旋辅助点集合具体是任务盘旋辅助点集合F’和/或降落盘旋辅助点集合F，步骤217包括：根据任务盘旋辅助点集合F’，确定任务盘旋路径点集合C’；和/或根据降落盘旋辅助点集合F确定降落盘旋路径点集合C。步骤217的具体实现过程可参照上述实施例实现，在此不再赘述。

步骤218，将盘旋路径点集合中的盘旋路径点和初始航点pi加入航线路径点集合A1。

步骤219，判断初始航点集合P是否遍历完成；若是，执行220至步骤230；若否，返回步骤212。

步骤220，将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋辅助点集合中所有的盘旋辅助点按顺序添加到检查航点集合A中，得到检查航点集合A。

步骤221，根据检查航点集合A，得到第一集合Ah。

步骤221的可选实施方式可以为，确定检查航点集合A中的检查航点ai的航程Dai；确定检查航点ai对应的航线高程Hai；向第一集合Ah中添加元素Ahi[Dai，Hai]，直到遍历检查航点集合A中的所有检查航点，得到的所有元素形成第一集合Ah。检查航点ai的航程Dai和航线高程Hai的确定方法，可参照上述实施例中的相关实现方式进行，在此不再赘述。

步骤222，将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋路径点集合中所有的盘旋路径点按顺序添加到航线路径点集合A1中，得到航线路径点集合A1。

步骤223，将航线路径点集合A1中所有的航线路径点形成的航线，按照预设步长进行插值采样，得到的地形采样点形成地形采样点集合T。

步骤224，根据地形采样点集合T，得到第二集合Th。

步骤224的可选实施方式为，获取地形采样点集合T中地形采样点ti对应的航程Dti和地形高程hti，向第二集合Th中添加元素Thi[Dti，Dhi]，遍历地形采样点集合T中的所有地形采样点，得到的所有元素形成第二集合Th。地形采样点ti对应的航程Dti和地形高程hti的获取方法，可参照上述实施例中的相关实现方式进行，在此不再赘述。

步骤225，根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh。

在一具体实施例中，步骤225根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh包括：步骤2251至步骤2255。

步骤2251，根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。具体的，遍历第一集合Ah以及第二集合Th，将与第一集合Ah中任意相邻的元素Ahi和Ahi 1分别对应的检查航点ai和检查航点ai 1中的至少一个航点，以及位于检查航点ai和检查航点ai 1之间且与第二集合Th中的元素对应的地形采样点，组成一个高程采样点集合R；根据第一集合Ah中多组相邻的元素以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。该步骤中，得到高程采样点集合R的具体实现方式可参照上述实施例中的具体实现方式，在此不再赘述。

步骤2252，按顺序遍历每个高程采样点集合R，计算高程采样点集合R中的高程采样点ri对应的航线高程Hri。

步骤2252中计算高程采样点集合R中的高程采样点ri对应的航线高程Hri的具体过程可参照上述实施例中步骤142中的步骤1421和1422进行，在此不再赘述。

步骤2253，获取高程采样点ri对应的地形高程hri；其中，在高程采样点ri为航点ai或航点ai 1时，hri等于hai或hai 1，hai和hai 1分别为航点ai和ai 1对应的地形高程；在高程采样点ri为地形采样点时，高程采样点ri对应的地形高程hri等于地形采样点对应的地形高程。

步骤2254，计算高程采样点ri的航线高程Hri与地形高程hri的差值，并将该差值作为高程采样点ri的离地高程DH。具体的，离地高程DH的计算公式为：DH=Hri-hri，式中，Hri为高程采样点ri的航线高程Hri，hri为高程采样点ri的地形高程。

步骤2255，根据离地高程DH，得到第三集合Rh。具体实现时，步骤2255具体可以分为四种情况，该四种情况与方法实施例中的四种情况相同，因此步骤2255可参照方法实施例进行，在此不再赘述。

步骤226，根据第一集合Ah得到航线高程图、根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域；其中，高程航段区域即高程危险航段区域，是指航线高程与地形高程之间的高程差小于预设高程阈值的航段区域。

步骤227，根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图。

其中，步骤226和步骤227的具体实现过程可以为，在同一坐标系中根据第一集合Ah绘制得到航线高程图、根据第二集合Th绘制得到地形切面图以及根据第三集合Rh绘制得到高程航段区域，从而生成航线检查图。该航线检查图可以显示出航线高程图、地形切面图以及高程航段区域。其中，高程航段区域是根据第三集合Rh得到的，利用第三集合Rh可以将围成高程航段区域的折线一次性绘制出来，绘制过程简单且容易实现，提高了航线检查图的生成效率。根据该航线检查图中的高程航段区域，可以快速定位高程危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查，能保证无人机在山区低空飞行时的安全，减轻无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量。

进一步的，在该具体实施例中，上述无人机航线检查图的生成方法还可以包括：

步骤228，根据第一集合Ah，得到第四集合Bh。

步骤229，根据第四集合Bh，得到角度航段区域。其中，角度航段区域即角度危险航段区域，是指爬升角度过陡或俯冲角度过陡的航段区域。

步骤230，根据角度航段区域，更新航线检查图，生成新的航线检查图。具体的，将与第四集合Bh对应的角度航线区域绘制到步骤227得到的航线检查图中，得到新的航线检查图。

在本实施例中，步骤228中，根据第一集合Ah，得到第四集合Bh包括：

步骤2281，根据第一集合Ah中相邻的两个元素Ahi和Ahi 1，计算元素Ahi对应的检查航点ai与元素Ahi 1对应的检查航点ai 1之间的航程差ΔD和高程差ΔH。

步骤2282，根据航程差ΔD和高程差ΔH，计算检查航点ai与检查航点ai 1的垂向夹角β。其中，β=Atan(ΔH/ΔD)，垂向夹角β可以是垂向爬升角度或者是垂向俯冲角度。

步骤2283，根据垂向夹角β，得到第四集合Bh。具体的，根据垂向夹角β和当前绘图状态，生成第四集合Bh，其中，当前绘图状态是对于连续的数据统计过程中用到的一个标志变量，用于记录当前数据是否处于需要显示的区间，0代表不在显示区间内，1代表在显示区间内，当前绘图状态的初始值通常为0。

下面仅以预设角度阈值J取15°，绘图参数s取0.01，第一状态取0，第二状态取1为例，对步骤2283生成第四集合Bh的过程进行举例说明，但本发明不以此为限制，预设角度阈值J、绘图参数s、第一状态和第二状态的具体取值可以根据实际需要适当调整。

1、如果β大于15°，且当前绘图状态为0，则向第四集合Bh中添加元素[Dai-0.01，0]和[Dai，Hai]，并把当前绘图状态改为1，继续循环；

2、如果β大于15°，且当前绘图状态为1（非0），则直接向第四集合Bh中添加一个元素[Dai，Hai]，继续循环；

3、如果β小于或等于15°，且当前绘图状态为0，则第四集合Bh的元素无变化（即不将检查航点ai的航程Dai和检查航点ai的航线高程Hai添加到第四集合Bh中），继续循环；

4、如果β小于或等于15°，且当前绘图状态为1（非0），则向第四集合Bh中添加元素[Dai，Hai]和[Dai 0.01，0]，并把当前绘图状态改为0，继续循环；

直到遍历所有的β，得到组成第四集合Bh的所有元素，即生成第四集合Bh，将第四集合Bh中相邻的两个元素对应的坐标点连线，形成一条折线，将其绘制到上述步骤227绘制的航线检查图中，该折线与X轴围成的区域即为角度航段区域，即爬升过陡区域或俯冲过陡区域。

假设经过遍历后，第四集合Bh中的元素依次为[Dai-0.01，0]，[Dai，Hai]，[Dai 1，Hai 1]，[Dai 1 0.01，0]，那么，[Dai-0.01，0]和[Dai，Hai]是在β大于15°的情况下得到的，[Dai 1，Hai 1]和[Dai 1 0.01，0]是在β小于或等于15°的情况下得到的。将第四集合Bh中的元素[Dai-0.01，0]，[Dai，Hai]，[Dai 1，Hai 1]，[Dai 1 0.01，0]对应的坐标点依次连线得到一条折线，该折线与X轴围成的区域即为角度航段区域，利用第四集合Bh可以将折线一次性绘制出来，绘制过程简单且容易实现，提高了航线检查图的生成效率。

下面结合附图，对利用本发明的无人机航线检查图的生成方法生成的航线检查图进行说明：

本发明一具体实施例中，航线规划后得到的待检查的无人机的航线俯视图如图11所示，初始航点集合P包含1个起点（即初始航点p0），8个任务航段上的航点（分别是初始航点p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8），和3个降落航段上的航点（分别是初始航点p9，p10，p11），其中初始航点p1为任务盘旋航点，初始航点p9为降落盘旋航点，其中，任务盘旋航点p1处盘旋上升，即绕任务盘旋航点p1边盘旋边上升，降落盘旋航点p9处先下降然后在固定高度绕降落盘旋航点p9盘旋，图中圆圈代表盘旋轨迹，任务盘旋半径和降落盘旋半径可设置为180米。

图11中还标注了根据初始航点集合P确定的盘旋辅助点集合中的盘旋辅助点，如图所示，p1为任务盘旋航点，p9为降落盘旋航点，任务盘旋辅助点集合F’包括任务盘旋辅助点（c0’，c1’，cn’），降落盘旋辅助点集合F包括降落盘旋辅助点（c0，c1，cm，cn）。

由图可知，与任务盘旋航点为p1相邻的上一初始航点为p0，与任务盘旋航点为p1相邻的下一初始航点为p2。则任务盘旋辅助点的确定过程为：

1、将位于p1与p0的连线上，且与p1的距离等于两倍任务盘旋半径的点，确定为任务盘旋转弯点c0’。

2、将p1与p0的连线，以p1为旋转中心沿逆时针旋转30°后与任务盘旋圆的交点，确定为任务盘旋切入点c1’。具体实现方式可以为，计算p1与p0构成的矢量与正北方向的夹角α1，其中p1与p0构成的矢量方向由p1指向p0，计算以p1为起点，以α1-30°为方向（α1-30°是指α1沿逆时针转30°），以任务盘旋半径为长度的矢量终点确定为c1’。

3、将p2与p1的连线的延长线与任务盘旋圆的交点，确定为任务盘旋改出点cn’。 具体实现方式可以为，计算p2与p1构成的矢量与正北方向的夹角α2，其中，p2与p1构成的矢量方向由p2指向p1，计算以p1为起点，以α2为方向，以任务盘旋半径为长度的矢量终点确定为cn’。

由图可知，与降落盘旋航点p9相邻的上一初始航点为p8，与降落盘旋航点p9相邻的下一初始航点为p10，则降落盘旋辅助点的确定过程为：

1、将位于p9与p8的连线上，且与p9的距离等于两倍降落盘旋半径的点，确定为降落盘旋转弯点c0。

2、将p9与p8的连线，以p9为旋转中心沿逆时针旋转30°后与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋切入点c1。c1的具体实现方式可参照c1’ 实现，在此不再赘述。

3、将p10与p9的连线的延长线与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋中间点cm。cm的具体实现方式可参照cn’实现，在此不再赘述。

4、将p10与p9的连线的延长线沿顺时针旋转30°后与降落盘旋圆的交点，确定为降落盘旋改出点cn。具体实现方式可以为，计算p10与p9构成的矢量与正北方向的夹角α3，其中p10与p9构成的矢量方向由p10指向p9，计算以p9为起点，以α3 30°为方向（α3 30°是指α3沿顺时针转30°），以降落盘旋半径为长度的矢量终点确定为cn。

可选的，上述计算夹角α1、夹角α2和夹角α3的方法可以采用二维坐标系下的反三角函数来计算。

如图12所示，图12的航线俯视图中标注了检查航点集合A中的检查航点（a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7，a8，a8，a9，a10，a11，a12，a13，a14，a15，a16，a17，a18），其中，检查航点a1，a2，a3分别对应任务盘旋辅助点c0’，c1’，cn’，检查航点a12，a13，a14，a15分别对应降落盘旋辅助点c0，c1，cm，cn，其余检查航点依次与初始航点p0至p11对应。结合图12，当检查航点ai为初始航点（如图中a0，a4，a5，a6，a7，a8，a8，a9，a10，a11，a16，a17，a18）、任务盘旋转弯点（如图中a1）、任务盘旋切入点（如图中a2）、降落盘旋转弯点（如图中a12）或降落盘旋切入点（如图中a13）时，检查航点ai到检查航点ai-1的航线距离为航线俯视图中检查航点ai与检查航点ai-1连线的直线距离；当检查航点ai为任务盘旋改出点（如图中a3）、降落盘旋中间点（如图中a14）或降落盘旋改出点（如图中a15）时，检查航点ai到检查航点ai-1的航线距离为航线俯视图中检查航点ai与检查航点ai-1之间的圆弧长度（圆弧长度为任务盘旋圆的圆弧长度或者降落盘旋圆的圆弧长度）。

图13 是利用本发明的无人机航线检查图的生成方法生成的与图11和图12的航线对应的航线检查图，其中横坐标代表航程（航线俯视图中的检查航点的航程和地形采样点的航程），纵坐标代表对应的高程（航线高程和地形高程）；折线为根据第一集合Ah绘制得到的图形，即航线高程图；竖线剖面部分区域为根据第二集合Th绘制得到的图形，即地形切面图，第二集合Th中两个地形采样点之间的航线距离为预设步长，比如预设步长为100米；横线剖面部分区域为根据第三集合Rh绘制得到的图形，即高程航段区域，高程航段区域是指离地高程DH小于预设高程阈值L的区域，如横线剖面部分表示离地高程DH小于100m的区域；斜线剖面部分为根据第四集合Bh绘制得到的图形，即角度航段区域，如垂向角度（爬升角度）大于15°的区域；折线的线段之间断开部分是任务航段和降落航段之间的间隙，飞控默认保持水平直线飞行。为便于理解，图13的航线高程图中在与第一集合Ah的元素的坐标对应的位置，标注了与第一集合Ah的元素对应的检查航点的编号。

如图13所示，航线高程图中，断开点之前的折线部分代表的是任务航段（a1至a12）的航程和航线高程，断开点之后的折线部分代表的是降落航段（a13至a18）的航程和航线高程，其中，第一集合Ah的元素对应的坐标如表1-1和表1-2所示，其中，表1-2接续表1-1：

表 1-1

表 1-2

具体的，第一集合Ah的元素对应的坐标利用本发明的无人机航线检查图的生成方法得到，根据上述表1中第一集合Ah的元素对应的坐标连线可得到一条折线，该折线即为航线高程图。

如图13所示，竖线剖面部分区域代表的是第二集合Th对应的图形，即地形切面图，竖线剖面部分区域的上边界代表了地形高程，其中，第二集合Th的元素对应的坐标可选的，如表2所示：

表 2

具体的，第二集合Th的元素对应的坐标利用本发明的无人机航线检查图的生成方法得到，根据上述表2中第二集合Th的元素对应的坐标连线可得到一条折线，该折线形成竖线剖面部分区域的上侧的边界线，该折线与X轴、Y轴围成的区域即为地形切面图。

如图13所示，横线剖面部分代表第三集合Rh对应的图形，即高程航段区域，其中，第三集合Rh的元素对应的坐标如表3-1和表3-2所示，其中，表3-2接续表3-1：

表 3-1

表 3-2

具体的，第三集合Rh的元素对应的坐标利用本发明的无人机航线检查图的生成方法得到，根据上述表3中第三集合Rh的元素对应的坐标连线可得到一条折线，该折线形成横线剖面部分区域的左侧、上侧和右侧的边界线，该折线与X轴围成的区域即为航线的离地高程DH小于预设高程阈值L的区域，即高程航段区域。

如图13所示，检查航点a1至检查航点a3的航段对应了图12的航线俯视图中以检查航点a1（对应图11中初始航点p4）为盘旋中心，以任务盘旋半径（如180米）为半径的任务盘旋圆的轨迹，检查航点a1至检查航点a3为上升盘旋。检查航点a13至检查航点a16的航段，对应了图12的航线俯视图中以检查航点a16（对应图11中初始航点p9）为盘旋中心，以降落盘旋半径（如180米）为半径的降落盘旋圆的轨迹，其中，检查航点a13至检查航点a14为下降盘旋，检查航点a14至检查航点a15为固定高度盘旋。由图13可看出，检查航点a0至检查航点a2的航段中，以及检查航点a13至检查航点a18的航段中，有部分航段用横线剖面区域标识了出来，该部分区域是根据将预设高度阈值L设置为100米时得到的第三集合Rh绘制得到的高程航段区域，表示该部分区域对应的航段的离地高程DH小于100m。

如图14所示，图14是与图13的航线检查图对应的检查航点 a9至检查航点 a10航段的局部放大图，可以看到这段航线爬升角度过陡，将其用斜线剖面部分区域标记出来，代表了第四集合Bh对应的图形，即角度航段区域。其中，第四集合Bh的元素对应的坐标如表4所示：

表 4

具体的，第四集合Bh的元素对应的坐标利用本发明的无人机航线检查图的生成方法得到，根据上述表4中第四集合Bh的元素对应的坐标连线可得到一条折线，该折线形成斜线剖面部分区域的左侧、上侧和右侧的边界线，该折线与X轴围成的区域即为爬升角度过陡区域，即角度航段区域。

需要说明的是，图14中的折线斜率与图13中显示的不一致，是因为图14中对X/Y轴的比例做了调整，使折线的斜率更接近真实飞行中的状态。其中，图13中X/Y轴的比例为5.0/1，图14中X/Y轴的比例为1.2/1。

本发明的上述实施例，根据包括盘旋航点的初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合；根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th；根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh；根据第一集合Ah得到航线高程图、根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域；根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图；该航线检查图，可快速定位高程航段区域即高程危险航段，实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查。进一步的，本发明的实施例，还可以根据第一集合Ah，得到第四集合Bh；根据第四集合Bh，得到角度航段区域；根据航线高程图、地形切面图、高程航段区域以及角度航段区域，生成新的航线检查图；利用该新的航线检查图，可快速定位高程航段区域（即高程危险航段）和角度航段区域（即角度危险航段）；实现了无人机盘旋过程的精细化高程安全检查以及对相邻航点之间的爬升角度或俯冲角度进行检查，用可视化的方式标记出危险区间（高程危险航段和角度危险航段），实现了无人机在山区低空飞行时的安全保证；减轻了无人机操作人员在对规划的航线进行检查时的工作量；提高了高程检查图表的生成效率。

如图15所示，本发明的实施例还提供一种无人机航线检查图的生成装置110，包括：获取模块111、第一处理模块112、第二处理模块113、第三处理模块114、第四处理模块115和第五处理模块116。

获取模块111，用于获取初始航点集合P，初始航点集合P中包括盘旋航点。

第一处理模块112，用于根据初始航点集合P，确定盘旋辅助点集合。

第二处理模块113，用于根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah以及第二集合Th。

第三处理模块114，用于根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到第三集合Rh。

第四处理模块115，用于根据第一集合Ah得到航线高程图、根据第二集合Th得到地形切面图以及根据第三集合Rh得到高程航段区域。

第五处理模块116，用于根据航线高程图、地形切面图以及高程航段区域，生成航线检查图。

在盘旋航点包括任务盘旋航点和/或降落盘旋航点时，第一处理模块112用于根据初始航点集合P，确定任务盘旋辅助点集合F’和/或确定降落盘旋辅助点集合F。具体的，盘旋航点包括任务盘旋航点时，第一处理模块112用于根据初始航点集合P，确定任务盘旋辅助点集合F’；盘旋航点包括降落盘旋航点时，第一处理模块112用于根据初始航点集合P，确定降落盘旋辅助点集合F；盘旋航点包括任务盘旋航点和降落盘旋航点时，第一处理模块112用于根据初始航点集合P，确定任务盘旋辅助点集合F’和降落盘旋辅助点集合F。第一处理模块112确定任务盘旋辅助点集合F’和/或确定降落盘旋辅助点集合F的过程，可参照上述方法实施例实现，在此不再赘述。

本发明一可选的实施例中，第二处理模块113可以包括：第一处理单元和第二处理单元。

第一处理单元，用于根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第一集合Ah。

可选的，第一处理单元包括第一处理子单元和第二处理子单元。

第一处理子单元，用于将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋辅助点集合中所有的盘旋辅助点按顺序添加到检查航点集合A中，得到检查航点集合A。

第二处理子单元，用于根据检查航点集合A，得到第一集合Ah。

可选的，第二处理子单元具体用于：确定检查航点集合A中的检查航点ai的航程Dai；确定检查航点ai对应的航线高程Hai；向第一集合Ah中添加元素Ahi[Dai，Hai]，直到遍历检查航点集合A中的所有检查航点，得到的所有元素形成第一集合Ah。检查航点ai的航程Dai和航线高程Hai的确定过程可参照上述方法实施例实现，在此不再赘述。

第二处理单元，用于根据初始航点集合P和盘旋辅助点集合，得到第二集合Th。

可选的，第二处理单元包括第三处理子单元和第四处理子单元。

第三处理子单元，用于根据盘旋辅助点集合，确定盘旋路径点集合。

其中，盘旋航点包括任务盘旋航点和/或降落盘旋航点，盘旋辅助点集合包括任务盘旋辅助点集合F’和/或降落盘旋辅助点集合F，盘旋路径点集合包括任务盘旋路径点集合C’和/或降落盘旋路径点集合C。

第三处理子单元具体用于根据任务盘旋辅助点集合F’，确定任务盘旋路径点集合C’；和/或用于根据降落盘旋辅助点集合F，确定降落盘旋路径点集合C。第三处理子单元用于确定任务盘旋路径点集合C’和/或用于确定降落盘旋路径点集合C的具体过程，可参照上述方法实施例实现，在此不再赘述。

第四处理子单元，用于根据初始航点集合P和盘旋路径点集合，得到第二集合Th。

可选的，第四处理子单元用于将初始航点集合P中所有的初始航点和盘旋路径点集合中所有的盘旋路径点按顺序添加到航线路径点集合A1中，得到航线路径点集合A1；还用于将航线路径点集合A1中所有的航线路径点形成的航线，按照预设步长进行插值采样，得到的地形采样点形成地形采样点集合T；以及用于根据地形采样点集合T，得到第二集合Th。

可选的，第四处理子单元用于根据地形采样点集合T，得到第二集合Th，具体包括：用于获取地形采样点集合T中的地形采样点ti对应的航程Dti和地形高程hti；以及用于向第二集合Th中添加元素Thi[Dti，hti]，直到遍历地形采样点集合T中的所有地形采样点，得到的所有元素形成第二集合Th。

可选的，第三处理模块114可以包括：第三处理单元至第七处理单元。

第三处理单元，用于根据第一集合Ah以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。可选的，第三处理单元用于遍历第一集合Ah以及第二集合Th，将与第一集合Ah中任意相邻的元素Ahi和Ahi 1分别对应的检查航点ai和检查航点ai 1中的至少一个检查航点，以及位于检查航点ai和检查航点ai 1之间且与第二集合Th中的元素对应的地形采样点，组成一个高程采样点集合R；以及用于根据第一集合Ah中多组相邻的元素以及第二集合Th，得到多个高程采样点集合R。

第四处理单元，用于按顺序遍历每个高程采样点集合R，计算高程采样点集合R中的高程采样点ri对应的航线高程Hri。可选的，第四处理单元具体用于计算检查航点ai与检查航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA；以及用于根据检查航点ai与检查航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA，以及高程采样点ri与检查航点ai之间的航程差ΔDR，得到高程采样点ri对应的航线高程Hri。

第五处理单元，用于获取高程采样点ri对应的地形高程hri。

第六处理单元，用于计算高程采样点ri的航线高程Hri与地形高程hri的差值，并将差值作为高程采样点ri的离地高程DH。其中，离地高程DH的具体计算公式可参照方法实施例实现，在此不再赘述。

第七处理单元，用于根据离地高程DH，得到第三集合Rh。第七处理单元根据离地高程DH，得到第三集合Rh的具体过程，可参照上述方法实施例实现，在此不再赘述。

在一可选实施例中，上述无人机航线检查图的生成装置110中：

第三处理模块114还用于根据第一集合Ah，得到第四集合Bh。

第四处理模块115还用于根据第四集合Bh得到角度航段区域。

第五处理模块116还用于根据角度航段区域更新航线检查图，生成新的航线检查图。

可选的，第三处理模块114还可以包括：第八处理单元至第十处理单元。

第八处理单元，用于根据第一集合Ah中相邻的两个元素Ahi和Ahi 1，计算元素Ahi对应的航点ai与元素Ahi 1对应的航点ai 1之间的航程差ΔDA和高程差ΔHA。

第九处理单元，用于根据航程差ΔDA和高程差ΔHA，计算航点ai和ai 1的垂向夹角β；其中，β=Atan(ΔHA/ΔDA)。

第十处理单元，用于根据垂向夹角β，得到第四集合Bh。第十处理单元根据垂向夹角β，得到第四集合Bh的具体过程，可参照方法实施例实现，在此不再赘述。

需要说明的是，该实施例中的装置是与上述图1所示的方法对应的装置，上述各方法的实施例中的实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

本发明还提供一种处理器可读存储介质，处理器可读存储介质存储有处理器可执行指令，处理器可执行指令用于使处理器执行上述的无人机航线检查图的生成方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有计算机可读取指令；当计算机可读取指令由处理器执行时，实现上述的无人机航线检查图的生成方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。