室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法及装置与流程

专利2025-06-02  14


本发明涉及一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法及装置。


背景技术:

1、无人机可以用于很多领域,比如航拍、物品运输等,具有成本低、体积小、灵活性高等诸多特点。无人机在室内飞行过程中,避障是十分重要的,目前,在无人机避障领域有多种技术,包括采用超声波、红外、雷达等主动式传感器,以及采用视觉传感器。

2、现有的飞行器避障系统,多采用视觉传感器,一般来说就是用摄像头拍摄前方图像,然后通过拍摄的图像确定障碍物的位置,然后确定障碍物的尺寸从而进行避障。

3、然而对于采用视觉传感器的飞行器避障系统,由于视觉传感器的局限性,不能远距离识别障碍物,同时对障碍物之间能够通过的空隙的寻找也较为不易,容易导致避障不及时,不能及时自动对路径进行调整。

4、因此,面对目前存在的上述问题,来研发出一种方便操控,自动性高的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法及装置是目前亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法及装置,以解决现有无人机不能远距离识别障碍物,不能及时自动对路径进行调整的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提供一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,包括步骤:

3、s1:获取室内环境信息;

4、s2:建立极坐标系,根据获取到的室内环境信息对无人机的周向区域进行区间划分;

5、s3:筛选出无人机的周向区域中的无障碍区间;

6、s4:在无障碍区间内选择飞行距离最短的区间作为飞行路径;

7、s5:根据规划后的飞行路径输出控制指令控制无人机在室内飞行。

8、进一步地,步骤s1中,在无人机上安装设置激光雷达模块,通过激光雷达模块对室内进行扫描,获取室内环境信息。

9、进一步地,步骤s1中,在获取室内环境信息时,通过激光雷达模块全方位获取无人机周围的每一个目标在不同时刻的位置坐标数据。

10、进一步地,区间划分包括:针对无人机的一周360°范围内的周向区域以5~30°划分为子扇区,子扇区由机头正前方从左至右旋转方向划分;然后以无人机位置为中心对子扇区等宽间距划分为多个等宽环,根据获取的室内环境信息对多个等宽环进行障碍赋值。

11、进一步地,无人机上设有监控飞行速度传感单元、飞行角度传感单元和飞行距离传感单元;步骤s3中,在筛选出无人机的周向区域中的无障碍区间时,按照约束条件筛选出无障碍区间,约束条件包括无人机的当前飞行速度的最小转弯半径以及无人机的最大倾斜角。

12、进一步地,步骤s6中,控制指令包括:

13、控制指令为前进或后退时,沿无人机与目标点之间的连线方向飞行,以使坐标信息中的长度值变化、角度值不变;

14、控制指令为左转或右转时,沿无人机与目标点之间的连线的垂直方向飞行,以使坐标信息中的角度值变化、长度值不变;

15、控制指令为斜向飞行时,提取飞行方向控制指令中包含的直线分量和转动分量,直线分量对应于无人机的前进或后退、转动分量对应于无人机的左转或右转。

16、进一步地,当无法根据规划后的飞行路径输出控制指令时,无人机进入悬停状态。

17、进一步地,当无法根据规划后的飞行路径输出控制指令,无人机进入悬停状态时,发出报警指示。

18、进一步地,报警指示为声光报警指示。

19、此外,本发明还提供了一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制装置,包括:处理器以及存储器;其中,存储器用于存储计算机执行指令,当改装置运行时,处理器执行存储器存储的计算机执行指令,以使装置执行上述避障绕飞控制方法。

20、本发明的有益效果为:通过针对性的对室内环境进行区间划分,然后筛分满足飞行条件的无障碍区间进行路径的规划使用,从而满足在室内飞行时进行自动化的路径调整,满足不同的作业使用需要,降低室内飞行的难度,提升室内飞行的娱乐体验。



技术特征:

1.一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,包括步骤:

2.根据权利要求1所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述步骤s1中,在无人机上安装设置激光雷达模块,通过所述激光雷达模块对室内进行扫描,获取室内环境信息。

3.根据权利要求2所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述步骤s1中,在获取室内环境信息时,通过激光雷达模块全方位获取无人机周围的每一个目标在不同时刻的位置坐标数据。

4.根据权利要求3所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述区间划分包括:针对无人机的一周360°范围内的周向区域以5~30°划分为子扇区,所述子扇区由机头正前方从左至右旋转方向划分;然后以无人机位置为中心对子扇区等宽间距划分为多个等宽环,根据获取的室内环境信息对多个等宽环进行障碍赋值。

5.根据权利要求4所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述无人机上设有监控飞行速度传感单元、飞行角度传感单元和飞行距离传感单元;步骤s3中,在筛选出无人机的周向区域中的无障碍区间时,按照约束条件筛选出无障碍区间,所述约束条件包括无人机的当前飞行速度的最小转弯半径以及无人机的最大倾斜角。

6.根据权利要求5所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述步骤s6中,所述控制指令包括:

7.根据权利要求1所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,当无法根据规划后的所述飞行路径输出控制指令时,无人机进入悬停状态。

8.根据权利要求7所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,当无法根据规划后的所述飞行路径输出控制指令,无人机进入悬停状态时,发出报警指示。

9.根据权利要求8所述的室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法,其特征在于,所述报警指示为声光报警指示。

10.一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制装置,其特征在于,包括:处理器以及存储器;其中,所述存储器用于存储计算机执行指令,当改装置运行时,所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令,以使所述装置执行权利要求1-9中任一项所述的避障绕飞控制方法。


技术总结
本发明公开了一种室内无人机飞行路线的避障绕飞控制方法及装置,包括步骤:S1:获取室内环境信息;S2:建立极坐标系,根据获取到的室内环境信息对无人机的周向区域进行区间划分;S3:筛选出无人机的周向区域中的无障碍区间;S4:在无障碍区间内选择飞行距离最短的区间作为飞行路径;S5:根据规划后的飞行路径输出控制指令控制无人机在室内飞行。本发明通过针对性的对室内环境进行区间划分,然后筛分满足飞行条件的无障碍区间进行路径的规划使用,从而满足在室内飞行时进行自动化的路径调整,满足不同的作业使用需要,降低室内飞行的难度,提升室内飞行的娱乐体验。

技术研发人员:周杰,何涛,王睿,毛凯,杨洪椿,黄亮,吴阳,郭宏,段昱同,马浩罡
受保护的技术使用者:国家电网有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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