[發明專利]一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法

有效

• 申請號: 201610724893.3
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107783544B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 田雨農;王鑫照
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

1.一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法，其特征在于，包括：

P1,首先判斷無人機與障礙物的相對距離，將相對距離進行三個部分的劃分:小于N1m，N1m到N2m，N2m到N3m三個距離范圍；

P2,距離劃分完成后，根據無人機與障礙物的相對速度進行危險等級的劃分:

P3,然后判斷無人機與地面的高度值，將該高度值H進行等級的劃分；

P4：對于危險等級，需要進行步驟P3的操作；對于警示等級，需要緊急減速后進行步驟P3的操作；對于提示等級和不相關等級，不用進行第三步驟的判斷，返回重新進行檢測；

步驟P2具體為：當距離小于N1m，速度大于M1m/s,且預警時間小于Qs，則屬于危險等級，速度小于M1m/s時，屬于警示等級；

當距離N1m≤RN2m，速度大于M2m/s時,處于危險等級；當速度M1m/s≤VM2m/s時，處于警示等級，當速度小于M1m/s時，處于提示等級；

當距離N2m≤RN3m時，當速度大于M3m/s時,處于危險等級；當速度M2m/s≤VM3m/s時，處于警示等級，當速度M1m/s≤VM2m/s時，處于提示等級，當速度小于M1m/s時，處于不相關等級；

步驟P3具體為：當高度0m≤H50m，根據毫米波防撞雷達傳感器進行無人機與障礙物方位角的判斷，如果障礙物處于無人機的左邊，則控制無人機進行右偏飛行，躲避障礙物；如果障礙物處于無人機的右邊，控制無人機進行左偏飛行，躲避障礙物；如果障礙物處于無人機的正前方，則無人機爬升進行避障；

當高度H≥50m，根據毫米波防撞雷達進行無人機與障礙物方位角的判斷，如果障礙物處于無人機的左邊，則控制無人機進行右偏飛行，躲避障礙物，如果障礙物處于無人機的右邊，控制無人機進行左偏飛行，躲避障礙物；如果障礙物處于無人機飛行的正前方，采用緊急懸停后進行折返避障；

在進行步驟P1前，數據采集層使用各個傳感器對無人機飛行環境中的障礙物數據進行采集：

1)毫米波防撞雷達傳感器輸出數據為無人機與障礙物的相對距離R1、相對速度V1、障礙物與雷達法線之間的角度θ1；

2)超聲波傳感器采集無人機與障礙物的相對距離R2；

3)毫米波雷達高度表輸出無人機與地面的相對高度值H1；

4)GPS/北斗定位傳感器輸出無人機對地的海拔高度值H2；

5)AHRS模塊輸出三維加速度A_x,A_y,A_z、三維角速度w_x,w_y,w_z和三維地磁場強度m_x,m_y,m_z，通過上述數據解算出無人機當前的姿態數據；

所述姿態數據，包括飛行方位角θ2、俯仰角ψ1和翻滾角

2.根據權利要求1所述一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法，其特征在于，在進行數據采集之后，數據預處理層進行異常數據處理和數據缺失補償兩個步驟；

異常數據處理的步驟為：首先在采集到的各個傳感器數據中找出異常值，采用求平均移動線的方法，進行異常數據處理；設含有異常數據序列為{x_i,i＝1,2,…}，當i＝n時出現異常值，則用移動平均線x_n替代，即利用i＝n之前的N個數據取其均值計算出x_n；計算公式如下：