实景三维数据支持的面向复杂城市环境的无人机低空航路规划

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.1021

测绘通报 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (10): 127-132.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2025.1021

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实景三维数据支持的面向复杂城市环境的无人机低空航路规划

于忠海^1,2, 杨娜¹, 王璐^1,2, 李欣^1,2, 周长江^1,2, 段龙妹^1,2

1. 济南市勘察测绘研究院, 山东济南 250101;
2. 山东省数据开放创新应用实验室 (时空信息数据开放技术创新), 山东济南 250101

收稿日期:2025-03-11 发布日期:2025-10-31
通讯作者: 段龙妹。E-mail:duanlongmei@qq.com
作者简介:于忠海(1986-),男,博士,高级工程师,主要研究方向为城市级时空数据应用挖掘。E-mail:zhonghai_yu@qq.com
基金资助:
国家重点研发计划(2023YFB3907600);山东省自然科学基金(ZR2024QD123)

Real-scene 3D data supported UAV low-altitude route planning for complex urban environments

YU Zhonghai^1,2, YANG Na¹, WANG Lu^1,2, LI Xin^1,2, ZHOU Changjiang^1,2, DUAN Longmei^1,2

1. Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Research Institute, Jinan 250101, China;
2. Shandong Data Open Innovative Application Laboratory (Technological Innovation of Spatio-temporal Information Open), Jinan 250101, China

Received:2025-03-11 Published:2025-10-31

摘要/Abstract

摘要： 低空航路规划及基础设施是低空经济的重要研究方向。为进一步深化实景三维在城市全域数字化转型的应用领域,为低空经济发展提供三维可持续的数字底座支撑,本文针对复杂城市环境提出了一种实景三维数据支持下,基于RRT+Floyd的低空航路规划算法。以济南市东部高新区和北部建成区为试验区,开展了30、80、120、300m的低空航路规划仿真试验,并选取规划航路长度、航路节点数、航路平滑度、平均转角、最大转角5项指标,与传统RRT算法进行了对比。仿真试验结果表明,本文算法可有效提升低空空域特别是W类空域的航路规划效率和速度。

关键词: 低空经济, 低空航路规划, 实景三维, 快速搜索随机树, 济南市

Abstract: Low-altitude route planning and infrastructure constitute important research directions in the low-altitude economy.To further enhance the application of real-scene 3D modeling in urban digital transformation and provide a sustainable 3D digital foundation for low-altitude economic growth, this paper proposes a low-altitude route planning algorithm based on RRT+Floyd, supported by real-scene 3D data, tailored for complex urban environments.Experiments are conducted in the eastern high-tech zone and northern built-up area of Jinan city, evaluating route planning at four altitudes (30, 80, 120, and 300 m).Five metrics(route length, node count, smoothness, average turning angle, and maximum turning angle)are compared with the traditional RRT algorithm.Results show that the proposed algorithm significantly improves planning efficiency and speed in low-altitude airspace, particularly in class W airspace.

Key words: low-altitude economy, low-altitude air route planning, real-scene 3D, RRT, Jinan

中图分类号:

P237

于忠海, 杨娜, 王璐, 李欣, 周长江, 段龙妹. 实景三维数据支持的面向复杂城市环境的无人机低空航路规划[J]. 测绘通报, 2025, 0(10): 127-132.

YU Zhonghai, YANG Na, WANG Lu, LI Xin, ZHOU Changjiang, DUAN Longmei. Real-scene 3D data supported UAV low-altitude route planning for complex urban environments[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2025, 0(10): 127-132.

参考文献

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