[發明專利]一種無人機避障方法及無人機

在審

• 申請號: 202011287000.6
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112526530A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 李國慶;李鳳俊;蘇國梁;范晨亮;李曉飛;張晉宇;張惠強;閆云強
• 申請（專利權）人: 國電電力內蒙古新能源開發有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/933
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種無人機避障方法以及無人機。該無人機避障方法，包括：驅動單線激光雷達相對無人機進行周期轉動并掃描，獲得所述單線激光雷達在每一轉動角度下反饋的點云數據，所述單線激光雷達的轉動方向與掃描方向相交；對每一轉動角度下的所述點云數據中的干擾點云數據進行預處理，保留有效點云數據；將所述有效點云數據進行排序，獲得距離無人機最近的目標點云數據；依據距離無人機最近的目標點云數據進行避障處理。本發明實施例解決了現有單線激光雷達在無人機避障應用中的局限性，在保留單線激光雷達的低成本和輕載荷的優點的同時，實現了三維空間測距功能，可有效地輔助無人機進行飛行避障。

技術領域

本發明實施例涉及無人機技術領域，尤其涉及一種無人機避障方法及無人機。

背景技術

隨著無人機被廣泛地應用到各行各業，為保障無人機可以自主安全飛行，機載避障功能變得越來越重要。

目前，主流的測距傳感器為激光雷達，即一種集激光、全球定位系統(GlobalPositioning System，GPS)和慣性測量裝置(Inertial Measurement Unit，IMU)三種技術于一身的測距系統。相比于普通雷達，激光雷達具有分辨率高、隱蔽性好、抗干擾能力更強等優勢。按照線數分類，激光雷達可以分為單線與多線。單線激光雷達主要用于規避障礙物，其掃描速度快、分辨率強、可靠性高，在角頻率和靈敏度的反映也更加快捷，所以在測量周圍障礙物的距離和精度上都更加精確。然而，單線激光雷達只能進行平面式掃描，無法測量物體的高度，因此在無人機行業的應用上有著明顯的局限性。

發明內容

本發明提供一種無人機避障方法及無人機，以利用單線激光雷達保證低成本和輕載荷的基礎上，進行三維掃描測距，實現有效的避障功能。

第一方面，本發明實施例提供了一種無人機避障方法，包括：

驅動單線激光雷達相對無人機進行周期轉動并掃描，獲得所述單線激光雷達在每一轉動角度下反饋的點云數據，所述單線激光雷達的轉動方向與掃描方向相交；

對每一轉動角度下的所述點云數據中的干擾點云數據進行預處理，保留有效點云數據；

將所述有效點云數據進行排序，獲得距離無人機最近的目標點云數據；

依據距離無人機最近的目標點云數據進行避障處理。

可選地，驅動單線激光雷達相對無人機進行周期轉動并掃描，包括：

驅動所述單線激光雷達相對所述無人機進行周期性地俯仰轉動、橫滾轉動或偏航轉動并掃描。

可選地，對每一轉動角度下的所述點云數據中的干擾點云數據進行預處理，保留有效點云數據，包括：

去除每一轉動角度下無人機本體形成的干擾點云數據，保留有效點云數據。

可選地，去除每一轉動角度下無人機本體形成的干擾點云數據，保留有效點云數據之前，還包括：

建立無人機本體的外觀仿真模型；

將無人機本體的外觀仿真模型轉換為每一轉動角度下的干擾點云數據。

可選地，建立無人機本體的外觀仿真模型，包括：

對無人機進行三維掃描或軟件建模，形成無人機本體的外觀仿真模型。

可選地，去除每一轉動角度下無人機本體形成的干擾點云數據，保留有效點云數據之前，還包括：

對每一轉動角度下的點云數據，設置點云數據棄置范圍，所述點云數據棄置范圍大于或等于無人機本體的外觀數據范圍；

將落入所述點云數據棄置范圍內的點云數據，判定為無人機本體形成的干擾點云數據。