[發明專利]一種無人機智能化避障方法及裝置

在審

• 申請號: 202011436416.X
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112506222A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李博;董軍;覃思翔;趙偉;翟洪達;陳睿
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司天生橋局
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅;呂金金

本發明公開了一種無人機智能化避障方法及裝置，其中方法包括：根據預設路徑規劃航線執行飛行任務；實時探測飛行環境中所出現的障礙物，并對探測到的障礙物進行靜態、動態物體辨識；若所述障礙物為動態物體，預測所述物體的運動軌跡，并根據所述物體的運動軌跡搜索新的避障路徑；若所述障礙物為靜態物體，對所述物體的探測信息進行壓縮編碼，并傳輸至云端系統，同時根據所述物體的探測信息搜索新的避障路徑；根據所述新的避障路徑實時調整飛行航線。上述方法通過多傳感器的數據融合技術實現全方位動、靜態障礙物探測，同時通過智能規劃及調整飛行路徑，實現對障礙物的躲避繞行，有效提升無人機避障智能化程度，保障飛行安全。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，特別是涉及一種無人機智能化避障方法及裝置。

背景技術

隨著無人機市場的高速發展，避障技術作為增加無人機安全飛行的重要保障技術，也隨著無人機的發展日新月異。目前，無人機在飛行過程中，通常利用搭載的傳感器收集周邊環境的信息，并通過測量環境中物體的距離從而做出相對應的動作指令，以實現避障。

現有技術中，常見的無人機避障技術主要通過利用超聲波傳感器、激光傳感器以及雙目視覺傳感器檢測周邊的障礙物信息，并將檢測的信息實時發送給飛控系統，飛控系統再根據接收的信息對無人機做出預警、緊急制動或飛行路線調整控制，以避免碰撞，保證無人機飛行安全。

但采用以上避障技術存在缺點，一是檢測能力差，無人機飛行環境中出現的物體往往類型多樣，現有的檢測方法只能檢測物體位置、大小和分布情況，信息量有限；二是智能化程度低，無人機只能根據已有的地圖規劃路線，無法進行智能化調整。

發明內容

本發明提供一種無人機智能化避障方法及裝置，用于解決上述技術問題。

第一方面，本發明一個實施例提供一種無人機智能化避障方法，包括：

根據預設路徑規劃航線執行飛行任務；

實時探測飛行環境中所出現的障礙物，并對探測到的障礙物進行靜態、動態物體辨識；

若所述障礙物為動態物體，預測所述物體的運動軌跡，并根據所述物體的運動軌跡搜索新的避障路徑；

若所述障礙物為靜態物體，對所述物體的探測信息進行壓縮編碼，并傳輸至云端系統，同時根據所述物體的探測信息搜索新的避障路徑；

根據所述新的避障路徑實時調整飛行航線。

在某一個實施例中，所述實時探測飛行環境中所出現的障礙物，并對探測到的障礙物進行靜態、動態物體辨識，具體為：

通過無人機所搭載的紅外線傳感器、激光雷達傳感器和視覺傳感器進行障礙物探測；其中，所述紅外線傳感器用于檢測飛行環境中是否存在紅外輻射，以判斷障礙物是否存在熱源；所述激光雷達用于探測光脈沖的飛行往返時間，得到障礙物距離；所述視覺傳感器用于提取視覺感知信息，并進行攝像機參數標定和環境建模；

采用互補融合算法對各傳感器探測的數據進行融合，得到所述障礙物的探測信息；結合所述探測信息和環境圖像，辨識所述障礙物為動態物體還是靜態物體。

在某一個實施例中，所述使用視覺傳感器提取視覺感知信息，并進行攝像機參數標定和環境建模，具體為：

提取標定板對應角點，根據所述角點之間的位置關系進行攝像機內參數標定；同時計算每個攝像機相對于同一標定板的位置，再通過坐標轉化獲取雙目攝像機之間的位置關系，完成攝像機外參數標定；

對獲取的圖像進行預處理后，提取所述圖像的特征點信息，采用基于歸一化灰度方法對所述特征點進行立體匹配；利用攝像機的投影關系計算所述特征點在無人機坐標系中的三維坐標，重建三維環境；并通過對圖像中障礙物進行柵格化，重建二維地圖。

在某一個實施例中，所述預測所述物體的運動軌跡，具體為：