[發(fā)明專利]基于激光位移傳感器的植保無人機(jī)障礙物檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710961061.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN107703519B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳開華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州瓦屋科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/933
• 分類號(hào): G01S17/933
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于激光位移傳感器的植保無人機(jī)障礙物檢測(cè)方法，它涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。它包括以下步驟：植保無人機(jī)到達(dá)作業(yè)區(qū)域開始作業(yè)時(shí)，啟動(dòng)障礙物檢測(cè)功能，作業(yè)過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行障礙物數(shù)據(jù)采集，針對(duì)每次采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行障礙物數(shù)據(jù)塊提取，根據(jù)提取的數(shù)據(jù)塊分析計(jì)算障礙物參數(shù)，最后對(duì)障礙物類型進(jìn)行模式識(shí)別。本發(fā)明不受環(huán)境光影響、實(shí)時(shí)性好、檢測(cè)準(zhǔn)確率高，并可以適應(yīng)夜間作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)植保無人機(jī)作業(yè)過程中對(duì)農(nóng)田障礙物的在線檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)田障礙物的在線檢測(cè)方法，更具體地，涉及一種基于激光位移傳感器、用于植保無人機(jī)作業(yè)過程中對(duì)農(nóng)田障礙物的在線檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)人口老年化以及城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，農(nóng)村勞動(dòng)力人口將面臨長(zhǎng)期短缺的局面，用機(jī)器替代人力是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。目前，用于農(nóng)藥噴灑的植保無人機(jī)近年來得到快速的發(fā)展，在一些植保作業(yè)區(qū)域，會(huì)存在樹木、電線桿等常見障礙物，障礙物的存在會(huì)影響植保無人機(jī)作業(yè)的安全，因此障礙物的檢測(cè)和自動(dòng)避障是保障植保無人機(jī)作業(yè)安全的關(guān)鍵技術(shù)之一，而障礙物的檢測(cè)又是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障的前提。目前農(nóng)田障礙物的主要檢測(cè)方法有以下三類。

(1)人工判斷方法。即飛手在作業(yè)過程中通過視覺判斷飛機(jī)與障礙物之間的距離，并人工控制植保無人機(jī)避開障礙物，這是目前普遍采用的方法，其特點(diǎn)是無人機(jī)只能在人眼可視范圍內(nèi)作業(yè)，且隨著距離增加，人工判斷的偏差也增加，難以避免漏噴；并且要求作業(yè)人員必須高度集中注意力。

(2)人工測(cè)繪方法。即在植保作業(yè)前，提前對(duì)作業(yè)區(qū)域的障礙物進(jìn)行測(cè)繪，標(biāo)識(shí)出障礙物的坐標(biāo)和避障區(qū)域；在植保作業(yè)過程中，當(dāng)無人機(jī)到達(dá)設(shè)定避障區(qū)域時(shí)，按照提前測(cè)繪的結(jié)果控制無人機(jī)實(shí)現(xiàn)避障，其特點(diǎn)是需要額外增加測(cè)繪的投入和工作量，對(duì)障礙物的測(cè)繪、無人機(jī)的定位精度都有較高的要求。

(3)在線檢測(cè)方法。即在植保無人機(jī)上加裝障礙物檢測(cè)模塊，在植保作業(yè)過程中，自動(dòng)檢測(cè)障礙物，根據(jù)障礙物實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果控制無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主避障。無人機(jī)障礙物在線檢測(cè)方法主要有：①基于超聲波的障礙物檢測(cè)方法。超聲波信號(hào)容易受風(fēng)速、氣流、水霧等影響，在植保無人機(jī)作業(yè)環(huán)境下障礙物的檢測(cè)精度難以保證。②基于機(jī)器視覺的障礙物檢測(cè)方法。通過作業(yè)場(chǎng)景的自然光圖像采集和分析，得到障礙物的位置信息實(shí)現(xiàn)避障，自然光成像易受環(huán)境光影響，圖像數(shù)據(jù)量大，影響實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的識(shí)別率；光照不足時(shí)難以檢測(cè)，無法夜間作業(yè)。

為了解決上述問題，設(shè)計(jì)一種新型的基于激光位移傳感器、用于植保無人機(jī)作業(yè)過程中對(duì)農(nóng)田障礙物的在線檢測(cè)方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種基于激光位移傳感器的植保無人機(jī)障礙物檢測(cè)方法，不受環(huán)境光影響、實(shí)時(shí)性好、檢測(cè)準(zhǔn)確率高，并可以適應(yīng)夜間作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)植保無人機(jī)作業(yè)過程中對(duì)農(nóng)田障礙物的在線檢測(cè)，實(shí)用可靠，易于推廣使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：基于激光位移傳感器的植保無人機(jī)障礙物檢測(cè)方法，包括以下步驟：植保無人機(jī)到達(dá)作業(yè)區(qū)域開始作業(yè)時(shí)，啟動(dòng)障礙物檢測(cè)功能，作業(yè)過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行障礙物數(shù)據(jù)采集，針對(duì)每次采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行障礙物數(shù)據(jù)塊提取，根據(jù)提取的數(shù)據(jù)塊分析計(jì)算障礙物參數(shù)，最后對(duì)障礙物類型進(jìn)行模式識(shí)別；各步驟的具體內(nèi)容如下：

(1)啟動(dòng)障礙物檢測(cè)：植保無人機(jī)到達(dá)作業(yè)區(qū)域開始作業(yè)時(shí)，啟動(dòng)障礙物檢測(cè)功能；

(2)障礙物數(shù)據(jù)采集：