[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)、方法及無人機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110504181.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113190032A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐雨蕾;盧月林;吳瑞;丁茂杰;諶德磊;董永武;鄧濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 任葦

1.一種應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法包括：

地面的紅外傳感器在探測(cè)區(qū)域內(nèi)獲取無人機(jī)反射或者散射回所述地面的紅外傳感器的飛行參數(shù)；

所述地面的紅外傳感器將獲取的所述飛行參數(shù)傳輸至地面站，所述地面站通過與無人機(jī)先前傳輸?shù)娘w行數(shù)據(jù)與所述地面的紅外傳感器將獲取的所述飛行參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯合，得到無人機(jī)主體和客體的不同來源數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析；得到無人機(jī)主體攜帶的傳感器工作狀態(tài)是否健康。

2.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述地面的紅外傳感器在探測(cè)區(qū)域內(nèi)獲取無人機(jī)反射或者散射回所述地面的紅外傳感器的飛行參數(shù)的方法，包括：

在一定區(qū)域內(nèi)部署一定個(gè)數(shù)的紅外傳感器，記為i個(gè)；以該區(qū)域中心位置建立x軸、y軸和z軸的坐標(biāo)空間，將i個(gè)紅外傳感器位置在坐標(biāo)上表示，無人機(jī)進(jìn)入離開單個(gè)紅外傳感器范圍的時(shí)間分別為ti1,ti2。

3.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述地面的紅外傳感器將獲取的飛行參數(shù)傳輸至地面站中，在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域安裝一定角度的紅外線傳感器；在規(guī)定單位時(shí)間j里，地面的紅外傳感器向地面站傳輸相關(guān)飛行數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求1所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述得到無人機(jī)主體攜帶的傳感器工作狀態(tài)是否健康的方法具體包括：

進(jìn)行地面的紅外線傳感器實(shí)時(shí)分析的傳輸數(shù)據(jù)函數(shù)和無人機(jī)主體攜帶的各傳感器交互信息有效性函數(shù)的融合，待無人機(jī)飛過某一區(qū)域里的紅外線傳感器范圍，紅外線傳感器上傳數(shù)據(jù)至地面站，進(jìn)而與無人機(jī)自身攜帶的傳感器反饋的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)傳感器的工作狀態(tài)判斷。

5.如權(quán)利要求4所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，如果對(duì)比偏差值大，則無人機(jī)飛控系統(tǒng)實(shí)施制動(dòng)指令。

6.一種實(shí)施權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所述數(shù)據(jù)處理方法的應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)包括：

三維地圖建模模塊，以雷達(dá)、紅外線或者光流傳感器獲取相應(yīng)的信息形成以機(jī)體坐標(biāo)系為中心的本地坐標(biāo)系下進(jìn)行環(huán)境量測(cè)信息建模占用網(wǎng)格式的地圖，對(duì)提取的三維圖像特征進(jìn)行有效的提取、存儲(chǔ)、編輯和記憶，構(gòu)建準(zhǔn)確表征的三維空間；

即時(shí)感知即時(shí)規(guī)劃模塊，在環(huán)境約束條件、自身性能約束下，在實(shí)驗(yàn)區(qū)域完成相關(guān)遺傳算法的基因編碼產(chǎn)生航跡個(gè)體的適應(yīng)度，再進(jìn)一步完成相關(guān)選擇交換操作，在當(dāng)前航跡節(jié)點(diǎn)上計(jì)算當(dāng)前隨機(jī)角度和長度是否滿足約束條件或者當(dāng)前航跡點(diǎn)上隨機(jī)選擇n個(gè)滿足約束條件的節(jié)點(diǎn)加入航跡節(jié)點(diǎn)來產(chǎn)生初始群種，尋找效率更高的航跡規(guī)劃；

規(guī)避機(jī)制模塊，從定義空間坐標(biāo)(x,y,z)為航跡點(diǎn)在坐標(biāo)設(shè)定下相關(guān)的飛行姿態(tài)的偏向角，俯仰角，飛行高度、速度、時(shí)間為飛行規(guī)則約束，以禁飛區(qū)域，障礙地形區(qū)域?yàn)榈乩憝h(huán)境約束，以不可預(yù)測(cè)沖突為特定約束，根據(jù)不同的算法定義不同的函數(shù)滿足實(shí)際的安全飛行規(guī)避。

7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，

三維地圖建模模塊，還包括無人機(jī)機(jī)載的運(yùn)動(dòng)傳感器、慣性測(cè)量單元傳感器，用于向地面站傳輸?shù)娘w行數(shù)據(jù)；

所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

無人機(jī)飛控系統(tǒng)，用于三維地圖建模模塊、即時(shí)感知即時(shí)規(guī)劃模塊分析中，如果偏差值大，則實(shí)施制動(dòng)指令。

8.一種搭載如權(quán)利要求6～7任意一項(xiàng)所述應(yīng)用于多場(chǎng)景的無人機(jī)感知規(guī)劃系統(tǒng)的無人機(jī)。