[發明專利]一種基于種子搜索的無人機自主避障飛行方法

有效

• 申請號: 202010520085.1
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111580563B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 彭會湘;王俊蕊;柴興華;陳韜亦;關俊志;陳彥橋;耿虎軍;張軍良;高峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種基于種子搜索的無人機自主避障飛行方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取任務區域Area、無人機實時探測距離DetectLenth、飛行的起點StartPoint和終點EndPoint，然后在任務區域Area內均勻播撒多個種子；

(2)以終點EndPoint為目標設置無人機飛行方向，啟動無人機飛行；

(3)在飛行過程中實時探測飛行前方是否有障礙物，當探測到前方有障礙物時，停止飛行，按規則在無人機附近搜索符合要求的種子，搜索到種子后，以該種子為目標重新設置飛行方向，控制無人機向該種子飛行；如果沒有搜索到符合要求的種子，則認為無法到達終點，無人機返航飛回起點；具體包括以下步驟：

(301)無人機停止飛行后，以無人機實時探測距離DetectLenth為搜索半徑搜索無人機當前位置附近的種子；

(302)從種子集合中挑選與無人機當前位置之間距離小于搜索半徑，且相對于無人機當前位置可視的種子作為候選種子，然后逐一計算各候選種子與無人機當前位置的連線方向direction1，再計算direction1與無人機當前飛行方向direction的夾角angle，選擇angle最小的種子；

(303)如果步驟(302)沒有搜索到符合條件的種子，則將搜索半徑減小DetectLenth/4，重新執行步驟(302)進行搜索，如果仍然搜索不到符合條件的種子，則再將搜索半徑再減小DetectLenth/4并繼續搜索，如此重復執行；

(304)如果搜索半徑小于DetectLenth/4時仍然搜索不到符合條件的種子，則任務失敗，清除任務區域Area內的所有種子，重新播撒新的種子，然后將起點設置為終點,返航飛回起點，任務結束；

(305)如果搜索到了符合條件的種子，則以該種子為目標設置無人機飛行方向，并從種子集合中刪除該種子，控制無人機飛向該種子；

(4)無人機飛行到種子位置后停止飛行，再次以終點為目標重新設置無人機飛行方向，重復步驟(3)，直至飛到終點或返航回起點，任務結束。

2.根據權利要求1所述的一種基于種子搜索的無人機自主避障飛行方法，其特征在于，步驟(1)具體包括以下步驟：

(101)劃定任務區域為(xmin，ymin，xmax，ymax)，其中xmin、ymin、xmax、ymax分別為任務區域的最小橫坐標、最小縱坐標、最大橫坐標、最大縱坐標；

(102)選取均勻分布于任務區域中的二維坐標點作為種子，種子表示為(x,y),其中x為種子的橫坐標，y為種子的縱坐標，種子之間的間隔step取為探測距離DetectLenth的1/4；

(103)根據任務區域Area和種子間隔step，逐點計算種子位置，形成種子集合，第i行第j列的種子的坐標為：

式中，[]為向下取整操作。