[發明專利]一種無人機避障方法及避障系統

在審

• 申請號: 201611124451.1
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106774387A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 臺海江
• 申請（專利權）人: 天津中翔騰航科技股份有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 李成運

1.一種無人機避障方法，其特征在于：主要包括處理器執行部分和控制器執行部分，所述處理器執行部分包括水平方向飛行處理和豎直方向飛行處理，所述水平方向飛行處理包括建立坐標系、判斷偏轉方向和計算偏轉角度，所述豎直方向飛行處理根據上方和下方垂直方向上的障礙物進行避障處理，所述控制器執行部分執行處理器處理過的信息。

2.根據權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于：所述建立坐標系的方法，具體如下：

S101、視頻測距裝置(3)實時采集障礙物的圖像，并計算障礙物與無人機之間的間距L；

S102、比較間距L與閾值L0的大小；

當L≥L0，返回執行步驟S101；

當L<L0，繼續執行步驟S103。

S103、利用電子羅盤采集無人機的飛行方向，以無人機的飛行方向為Y軸，無人機所在位置為原點(0,0)，建立坐標系。

3.根據權利要求2所述的無人機避障方法，其特征在于：所述判斷偏轉方向的方法為，根據建立的坐標系，所述障礙物的坐標為(X0，Y0)，根據障礙物在X軸上的坐標X0的位置，有以下幾種情況；

S201、X0<0，無人機飛行方向向右偏轉角度α；

S202、X0＝0，無人機飛行方向向右偏轉角度α；

S203、X0>0，無人機飛行方向向左偏轉角度α。

4.根據權利要求3所述的無人機避障方法，其特征在于：所述計算偏轉角度α，具體方法如下；

D為無人機飛行狀態時的直徑，即，

5.根據權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于：所述豎直方向飛行處理方法如下：

S301、上方垂直測距傳感器(5)探測到與無人機上方障礙物垂直方向距離為D1，下方垂直測距傳感器探測到與無人機下方障礙物垂直方向距離為D2，垂直方向設定的閾值為D0；

S302、比較D1、D2與D0的大小；

當D1≤DO時，無人機向下飛行；

當D2≤D0時，無人機向上飛行；

當D1≤DO，且D2≤D0時，無人機掉頭飛行。

6.根據權利要求1所述的無人機避障方法，其特征在于：所述控制器執行部分，具體方法如下；

S4O1、處理器將計算好的偏轉角度和豎直飛行方向發送給控制器；

S402、控制器根據偏轉角度的值和豎直飛行方向，向電機驅動電路輸出相應的PWM控制信號，進而控制無人機的飛行方向。

7.根據權利要求1所述的無人機避障系統，其特征在于：包括處理器和控制器，所述處理器和控制器相連接，所述處理器還分別連接垂直測距傳感器、視頻測距裝置(3)、存儲模塊、電子羅盤，所述視頻測距裝置(3)通過云臺(2)連接無人機本體(1)上，所述垂直測距傳感器安裝在無人機前端的探測裝置(4)上，所述探測裝置(4)延伸的長度與無人機前方兩個螺旋槳運行時，兩個圓的外切線持平，所述無人機本體(1)后方安裝配重裝置(6)，所述外切線為無人機外圍的外切線，所述控制器連接驅動電路。

8.根據權利要求7所述的無人機避障系統，其特征在于：所述垂直測距傳感器包括上方垂直測距傳感器(5)和下方垂直測距傳感器，所述垂直測距傳感器安裝在探測裝置(4)的前端，所述垂直測距傳感器為激光測距傳感器。

9.根據權利要求7所述的無人機避障系統，其特征在于：所述控制器還連接通信模塊，控制器通過通信模塊與地面站進行數據信號傳輸。

10.根據權利要求7所述的無人機避障系統，其特征在于：所述視頻測距裝置(3)采用支持TOF技術的高速球形攝像機或支持TOF技術的云臺攝像機。