[發(fā)明專利]無(wú)人機(jī)集群避障方法、系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)、電子設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211600766.4
• 申請(qǐng)日: 2022-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN116107337A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)任鑫;耿榮妹;任建新;李虹;李仟;郭昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)消防救援學(xué)院;北京遠(yuǎn)度互聯(lián)科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

1.一種無(wú)人機(jī)集群避障方法，其特征在于，所述無(wú)人機(jī)集群避障方法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)集群中的每一無(wú)人機(jī)，所述無(wú)人機(jī)集群避障方法包括：

獲取基于無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置附近預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)確定的靜態(tài)障礙物的靜態(tài)信息；

基于所述靜態(tài)信息在速度域中確定靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域；所述速度域?yàn)閹缀慰臻g內(nèi)以橫縱速度為坐標(biāo)軸的坐標(biāo)系；

接收其他無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息，并基于所述狀態(tài)信息得到動(dòng)態(tài)障礙物的動(dòng)態(tài)信息；

基于所述動(dòng)態(tài)障礙物的動(dòng)態(tài)信息在所述速度域中確定動(dòng)態(tài)障礙物速度限制區(qū)域；

基于所述靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域以及所述動(dòng)態(tài)障礙物速度限制區(qū)域進(jìn)行無(wú)人機(jī)集群避障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)集群避障方法，其特征在于，所述獲取基于無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置附近預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)確定的靜態(tài)障礙物的靜態(tài)信息之前，包括：基于無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置附近預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)確定靜態(tài)障礙物；

所述基于無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置附近預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)確定靜態(tài)障礙物，包括：

獲取所述無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置附近預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型DEM數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述DEM數(shù)據(jù)確定每一像素格的尺寸、經(jīng)緯度坐標(biāo)和海拔高度；

基于預(yù)設(shè)的第一安全距離以及所述每一像素格的經(jīng)緯度和海拔高度，將所述DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)障礙物，所述靜態(tài)障礙物具有靜態(tài)信息，所述靜態(tài)信息包括靜態(tài)障礙物的位置和尺寸；

其中，所述基于預(yù)設(shè)的第一安全距離以及所述每一像素格的經(jīng)緯度和海拔高度，將所述DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為靜態(tài)障礙物，包括：按照所述像素格的海拔高度從低到高的順序，依次基于預(yù)設(shè)的第一安全距離以及所述每一像素格的經(jīng)緯度和海拔高度，將所述每一像素格轉(zhuǎn)換為靜態(tài)障礙物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)集群避障方法，其特征在于，

所述基于所述靜態(tài)信息在速度域中確定靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域，包括：

根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置、當(dāng)前速度、碰撞半徑、規(guī)劃時(shí)間間隔以及所述靜態(tài)障礙物的靜態(tài)信息，計(jì)算出所述無(wú)人機(jī)在所述速度域中的靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域；

所述基于所述靜態(tài)信息在速度域中確定靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域，或者包括：

基于預(yù)設(shè)的避障范圍，從所述靜態(tài)信息中篩選出所述避障范圍內(nèi)的靜態(tài)障礙物的靜態(tài)信息；

根據(jù)無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置、當(dāng)前速度、碰撞半徑、規(guī)劃時(shí)間間隔以及篩選出的所述靜態(tài)障礙物的靜態(tài)信息，計(jì)算出所述無(wú)人機(jī)在所述速度域中的靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域；

其中，所述無(wú)人機(jī)的碰撞半徑是根據(jù)無(wú)人機(jī)的尺寸以及預(yù)設(shè)的第二安全距離確定；其中，所述靜態(tài)障礙物速度限制區(qū)域?yàn)樗鰺o(wú)人機(jī)在所述規(guī)劃時(shí)間間隔內(nèi)在所述速度域中避開靜態(tài)障礙物不能采用的速度形成的區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)集群避障方法，其特征在于，所述接收其他無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息，并基于所述狀態(tài)信息得到動(dòng)態(tài)障礙物的動(dòng)態(tài)信息，包括：

接收其他無(wú)人機(jī)的包括所述其他無(wú)人機(jī)的編號(hào)、當(dāng)前位置、當(dāng)前速度以及碰撞半徑的狀態(tài)信息；

基于所述其他無(wú)人機(jī)的狀態(tài)信息，建模得到利用第二球模型表示的所述動(dòng)態(tài)障礙物，所述動(dòng)態(tài)障礙物具有動(dòng)態(tài)信息；

所述動(dòng)態(tài)障礙物的動(dòng)態(tài)信息包括第二球模型的編號(hào)、球心坐標(biāo)、球半徑和當(dāng)前速度；所述第二球模型的編號(hào)為其所對(duì)應(yīng)的其他無(wú)人機(jī)編號(hào)，所述第二球模型的球心坐標(biāo)為其對(duì)應(yīng)的其他無(wú)人機(jī)的當(dāng)前位置，所述第二球模型的當(dāng)前速度等于其對(duì)應(yīng)的其他無(wú)人機(jī)的當(dāng)前速度疊加預(yù)設(shè)速度擾動(dòng)，所述第二球模型的球半徑為其對(duì)應(yīng)的其他無(wú)人機(jī)的碰撞半徑。