[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

一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法，包括：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；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: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；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。本發明可以更好地實現災后救援旋翼無人機對災后救援現場復雜環境的感知，獲得更加準確的障礙物數據信息，做出更準確的避障決策以及做出避障控制。

技術領域

本發明屬于無人機避障技術領域，尤其涉及一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法。

背景技術

農業植保無人機在美國、俄羅斯、日本等國運用的非常普遍，技術也十分先進，然而中國作為農業大國，18億畝基本農田，農業植保無人機卻尚未得到普及。但是，我國的農業植保無人機市場正值上升階段，正因為尚未普及所以市場大有作為。中國每年需要大量的人員從事農業植保作業，而我國每年農藥中毒人數有10萬之眾，同時，農村青壯年勞動力逐漸稀缺，人力成本日益增加。植保無人機則可遠距離遙控操作，避免了噴灑作業人員暴露于農藥的危險，保障了噴灑作業的安全。

植保無人機，是用于農林植物保護作業的無人駕駛飛機，該型無人飛機由飛行平臺、GPS飛控、噴灑機構三部分組成，通過地面遙控或GPS飛控，來實現噴灑作業，可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。植保無人機采用高效無刷電機作為動力，機身振動小，可以搭載精密儀器，噴灑農藥等更加精準；同時，植被地形要求低，作業不受海拔限制；植保無人機起飛調校短、效率高、出勤率高；植保無人機具有環保，無廢氣，符合國家節能環保和綠色有機農業發展要求。

植保無人機不斷普及，開始走進普通老百姓的生活。但是植保無人機由于沒有采用相關的防碰撞防護，導致植保無人機在作業過程中，增加了很多的限制，如作業田塊周界10米范圍內要求無人員居住的房舍，作業田塊周界10米范圍內無防護林、高壓線塔、電桿等障礙物，作業田塊中間無影響飛行安全的障礙物或影響飛行視線的障礙物，作物高度應低于操作人員的視線，操作人員能夠觀察到飛機飛行姿態等要求，這些限制將會使得植保無人機的使用受到一定的地域限制，不利于植保無人機的全面普及。

發明內容

本發明提供了一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法，根據無人機與障礙物的相對距離、無人機與障礙物的相對速度、無人機與地面的高度進行相應的控制。

本申請的技術方案是：一種控制單旋翼植保無人機避障飛行的方法，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。

進一步的，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；