[發明專利]一種無人機的避障方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310334960.7
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103365299A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 祖偉;陳艷紅;常紅星;范國梁
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種基于人類避障行為的無人機避障方法，其包括：

步驟1、實時探測并判斷無人機前進方向上是否存在障礙物及突發威脅；如果存在，轉向步驟2；否則轉向步驟5；

步驟2、如果存在障礙物或突發威脅，則建立所述障礙物或突發威脅所在的障礙區，并根據所述障礙區中離無人機最近的障礙邊建立避碰行為區；

步驟3、如果無人機進入所述避碰行為區，則根據所述最近的障礙邊計算避障速度矢量；所述避障速度矢量包括無人機避障速度以及避障航向；

步驟4、根據所計算得到的避障速度矢量，計算無人機前進的步長；

步驟5、如果沒有探測到任何的障礙物或者突發威脅，則根據目標位置計算目標引導速度矢量，并根據該目標引導速度矢量計算前進的步長；

步驟6、判斷是否到的目標，如果沒有到達，則轉步驟1；否則結束。

2.如權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于，步驟2中通過如下方法建立障礙區：將障礙物近似為矩形區域作為所述障礙區，該障礙區用障礙物的左上頂點和右下頂點來表示。

3.如權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于，步驟2中如下建立避碰行為區：將所述障礙區離無人機最近的障礙邊外擴安全距離閾值τ，再將τ區域外擴一定范圍，得到的連通區域[τ，τ+Dis_action]作為無人機的避碰行為區；其中，Dis_action＝V_current·π/θ_max，V_current為無人機當前速度的大小，θ_max為無人機的最大轉彎角度。

4.如權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于，步驟3中所述無人機避障速度為無人機的當前行駛速度，所述避障航向如下計算：

θavoidcollision=xf-xe·(ρ·ϵvcurrent·π/θmax)k]]>

其中，θ_{avoidcollision}為避障航向，x_f為到障礙區離無人機最近的障礙邊L₀的平行逆時針方向；x_e為航向控制常量，滿足x_e∈(0，π/2]，ε為無人機當前位置Position_current到所述障礙區離無人機最近的障礙邊L₀的垂直距離；無人機當前位置點在障礙區最近邊L₀的左側時，ρ＝1；無人機當前位置點在障礙區最近變L₀的右側時，ρ＝-1；k為航向調整速率參數，k≥1且為奇數。

5.如權利要求4所述的無人機避障方法，其特征在于，k＝3，x_e＝π/6。

6.如權利要求3所述的無人機避障方法，其特征在于，τ＝10。