机场无人机全覆盖路径规划验证系统产品系统

1. 机场道面外来物严重威胁航空器起降安全，人工与固定式探测存在效率低、盲区多、成本高等问题。无人机技术从最初的军用应用已发展为涵盖民用、工业和低空经济的多元化产业，智能化、自主化是未来发展的核心。
2. 该项目以澳门国际机场为对象，研究FOD道面巡检无人机的全覆盖路径规划及其数字孪生验证。

1. 自动化路径规划算法：设计了混合轮廓-牛耕全覆盖算法，并配套实现了MBR最优扫描方向、最短弧局部绕障、2.5D动态障碍高程切片、TSP贪心全局连结与测地线安全转场、动力学转弯平滑级联滤波等模块，最终以HTTP微服务形式与UE5解耦集成。
2. 控制终端模块：集成该项目的所有可调参功能，包括无人机物理属性、路径参数、视景参数等等。

本人负责全栈技术。包括：
1. 数字孪生与3D仿真渲染：UE5、引擎内建模与拓扑处理、材质与着色器、前端UI与交互（地面站控制终端、解耦画中画监视器、视角与输入控制）、通信与管道
2. GIS 数据工程与三维建模管线：官方民航数据与标准、GIS测绘与CAD工具、3D建模与逆向工具（Blender, ModelConverterX）
3. 算法服务端架构与通信：Python、http.server.ThreadingHTTPServer、
4. 计算几何与全覆盖路径规划算法：shapely 2.0+、trimesh、scipy.spatial.KDTree、全覆盖算法体系（3D网格高程平切算子、种子点空间校验算法、MBR、混合轮廓-牛耕覆盖算法、测地线最短弧局部绕障、3D盒体高程截面解算、全局贪心TSP路由规划、NetworkX图论空间寻优）
5. 无人机运动学、动力学与动态避障：视觉-运动学推导模型、多模态轨迹平滑滤波器（LineString.simplify、柴金级联平滑算法等等）、动态避障与尾流场模型、手动覆盖锁

数字孪生场景的构建难点：高保真的机场数字孪生场景是路径规划算法验证的基础。一个理想的场景需同时满足两个要求：一方面要有用于视觉仿真与第一视角推流的视觉上的真实感，另一方面要有用于路径规划的几何运算的精确的道面矢量基底。该项目构建了一套面向视觉仿真的机场数字孪生场景。对在线3D Tiles受限、官方eAIP图纸失真、多源异构数据坐标系不统一、工具链兼容性缺陷、CAD与三角网格拓扑冲突、OSM白模错位等一系列工程难题，分别提出了离线白模提取、X-Plane数据源替代、投影转换、RowCode清洗、拓扑修复、平面填充重建、体素包裹切割、标线逆向重建等解决方案，最终得到了同时具备视觉真实感与几何精确性的数字孪生场景