[發明專利]一種無人機避障方法

在審

• 申請號: 202211246709.0
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115793680A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 陳俊杰
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司漳州供電公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 李麒麟

1.一種無人機避障方法，其特征在于，所述無人機避障方法包括以下步驟：

步驟1、無人機在變電站內部飛行的過程中，實時探測并判斷無人機的前進方向是否存在障礙物，若存在，則建立無人機在變電站內的三維空間地圖；

步驟2、無人機內置信息處理模塊對生成的三維空間地圖進行數據解析；

步驟3、通過在信息處理模塊接收到的圖像信息視場中的重疊區域使用雙目測距，在非重疊區域使用單目測距，充分利用整個場景圖像實時障礙物測距；

步驟4、通過對雙目測距和單目測距誤差值進行校正，進而得到障礙物和無人機在三維空間中的實際坐標以及無人機與障礙物之間的距離。

2.根據權利要求1所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述步驟1中：

通過北斗定位與實時動態差分法(RTK)載波相位差分技術相結合，對無人機進行實時定位；

無人機搭載有傳感裝置，傳感裝置實時探測無人機周圍環境中所存在的障礙物，并確定障礙物相對無人機的位置信息。

3.根據權利要求2所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述無人機搭載有攝像頭，攝像頭實時獲取無人機周圍環境中所存在的場景圖像，并根據該場景圖像建立相應的虛擬場景；

以無人機的定位坐標為原點建立第一二維坐標系，以攝像頭為原點建立第二三維空間坐標系，還以障礙物為原點建立第三二維坐標系。

4.根據權利要求3所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述根據場景圖像、第一二維坐標系、第二二維坐標系和第三二維坐標系，得到無人機和障礙物在實時場景中的位置信息以及無人機與障礙物之間的方位信息；

將場景圖像、第一二維坐標系、第二二維坐標系、第三二維坐標系以及無人機與障礙物之間的方位信息導入到無人機內置信息處理模塊中，信息處理模塊對接收到的圖像信息進行坐標轉換，并生成該區域的三維空間地圖。

5.根據權利要求4所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述第一二維坐標系、第二二維坐標系和第三二維坐標系之間通過變換矩陣建立聯系。

6.根據權利要求5所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述第一二維坐標系通過造型變換轉化為第二三維空間坐標系，第二三維空間坐標系通過觀察變換轉換為第三三維空間坐標系，第三三維空間坐標系經投影變換轉換為二維平面坐標系。

7.根據權利要求1所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述無人機內置信息處理模塊將采集到的無人機周圍環境中所存在的障礙物與無人機起飛時設定的行進路線進行數據解析和棋盤格比對。

8.根據權利要求1所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述棋盤格比對中，若棋盤格比對值大于或等于設定的安全閾值時，則判定無人機后續一段行進路線中不存在具有威脅性的障礙物，若棋盤格比對值小于設定的安全閾值時，則判定無人機后續一段行進路線存在具有威脅性的障礙物。

9.根據權利要求1所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述棋盤格比對時，采用棋盤作為標定物體，采集無人機的定位坐標、攝像頭和障礙物的相應圖像，并檢測無人機、攝像頭和障礙物標定模板圖像的焦點，獲得多幅圖像的角點數據。

10.根據權利要求1所述的一種無人機避障方法，其特征在于，所述采用雙目測距和單目測距，利用兩者之間的差值，得出攝像機兩種方式測試之間的定量誤差關系，用于校正實際使用時單目測距方法的測量值；

設置障礙物為Z，Z為三維空間地圖中的一點，L1和L2分別為Z點在左右成像平面上的點，視覺差為D＝L1-L2，設置R1和R2分別為兩個攝像機的光心；

L2-L1為視差，R2-R1為兩個攝像機的光心距離，F為兩個攝像頭的焦距。