本發明涉及無人機技術領域，特別涉及一種無人機自主避讓方法及系統。

背景技術：

現有的無人機主要利用導航按照提前規劃好的航線進行自動飛行或者通過操作人員遠程遙控實時操控飛行，然而飛行過程中有可能會遇到各種復雜或不確定的環境如障礙物、地形地貌、惡劣天氣等而使其不能按照預先設計的航線或計劃飛行，需要臨時更換航線以規避障礙物，否則有可能造成撞機和墜機事故。

目前無人機在復雜環境或障礙物下主要是利用超聲波、紅外、激光雷達和視覺測距技術進行自主識別和規避，超聲波不能測量障礙物的深度信息且要求障礙物材質表面較光滑，紅外的接受范圍較小，激光雷達的光波容易受到干擾，機器視覺易受特殊環境影響且由于角度問題不能實現數據同步而無法全向避障，亦有通過某二種技術的結合來實現避障，成本高，且對無人機負載有一定的挑戰性，智能化程度較低。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種無人機自主避讓方法及系統，旨在解決目前無人機在飛行或者執行任務時不能夠主動感知和判斷障礙物信息進而實時有效避讓的問題。

本發明的第一方面，提供了一種無人機自主避讓方法，包括：

1)無人機自動導航飛行；

2)無人機上的探測器探測是否存在障礙物，若無障礙物則按原航線飛行，若有障礙物，根據障礙物形狀和尺寸建立數學模型；

3)根據障礙物映射圖像確定障礙物和無人機在模型中的相對坐標位置；

4)分析計算坐標位置信息結果并發送給無人機中的飛行控制器；

5)確定并自動規劃避障繞行方向；

6)完成飛行。

優選的，所述步驟2)中，所述障礙物的形狀包括方形、三角形、圓形或不規則形狀。

本發明的第二方面，提供了一種無人機自主避讓系統，所述系統包括飛行控制器、探測器和信息處理器。

優選的，所述探測器包括超聲波探測器和紅外探測器，所述信息處理器中設有用于分析無人機與障礙物的坐標信息的分析模塊和用于判斷無人機與障礙物坐標之間關系的判斷模塊，所述探測器和飛行控制器與信息處理器電性連接。

本發明通過提供一種無人機自主避讓方法及系統，解決了目前無人機在飛行或者執行任務時不能夠主動感知和判斷障礙物信息進而實時有效避讓的問題，有利于實現無人機在復雜的未知環境中自主避障飛行，安全可靠，提高了無人機的安全性能和對飛行環境的適應能力，智能化和自動化程度高。

附圖說明

圖1是本發明實施例一提供的一種無人機自主避讓方法的流程圖。

圖2是本發明實施例二提供的一種無人機自主避讓系統結構框圖。

圖3是本發明實施例三提供的一種無人機自主避讓方法的示意圖。

圖4是本發明實施例四提供的一種無人機自主避讓方法的示意圖。

其中，1-探測器，2-飛行控制器，21-分析模塊，22-判斷模塊，3-信息處理器。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例一

圖1是本發明實施例一提供的一種無人機自主避讓方法的流程圖，具體可包括以下步驟：

1)無人機自動導航飛行；

2)無人機上的探測器探測是否存在障礙物，若無障礙物則按原航線飛行，若有障礙物，根據障礙物形狀和尺寸建立數學模型；

3)根據障礙物映射圖像確定障礙物和無人機在模型中的相對坐標位置；

4)分析計算坐標位置信息結果并發送給無人機中的飛行控制器；

5)確定并自動規劃避障繞行方向；

6)完成飛行。

實施例二

圖2是本發明的一種無人機自主避讓系統結構框圖，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。圖2示例的一種無人機自主避讓系統包括：探測器1、信息處理器2和飛行控制器3。具體地，所述探測器1包括超聲波探測器和紅外探測器，所述信息處理器中設有用于分析無人機與障礙物的坐標信息的分析模塊21和用于判斷無人機與障礙物坐標之間關系的判斷模塊22，所述探測器1和飛行控制器3與信息處理器2電性連接。

實施例三

圖3是本發明實施例三提供的一種無人機自主避讓方法的示意圖。在本實施例中，以方形或圓形障礙物為例，設定障礙物寬w，高h，數學模型中，障礙物映射的四個特征頂點坐標分別為(x1，y1)(x2，y2)(x3，y3)和(x4，y4)，其中以特征頂點(x1，y1)為原點(0，0)，無人機的坐標為(a，b)。

具體地，當a＞w/2＞0時，若|h-b|＜|w-a|，則向上避障繞行，若|h-b|＞|w-a|，則向右避障繞行；

具體地，當0＜a＜w/2時，若|h-b|＜a，則向上避障繞行，若|h-b|＞a，則向左避障繞行。

實施例四

圖4是本發明實施例四提供的一種無人機自主避讓方法的示意圖。在本實施例中，以三角形障礙物為例，設定障礙物三點坐標分別為(0，0)，(w，0)，(x，h)，無人機坐標為(a，b)，無人機到三角形障礙物二邊的距離分別為d1，d2，到三角形頂角距離為d3。

具體地，若a≤0且不在安全距離范圍內，則向左避障繞行，若a≤0且在安全距離范圍內，則按原航線飛行；

具體地，若a≥w，且不在安全距離范圍內，則向右避障繞行，若a≥w且在安全距離范圍內，則按原航線飛行。

本發明通過提供了一種無人機自主避讓方法及系統，解決了目前無人機在飛行或者執行任務時不能夠主動感知和判斷障礙物信息進而實時有效避讓的問題，提高了無人機的安全性能和對飛行環境的適應能力，智能化和自動化程度高。

以上結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然，本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要是采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進；或未經改進，將本發明的上述構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種無人機自主避讓方法及系統，涉及無人機技術領域，所述方法包括：無人機自動導航飛行；探測器探測是否存在障礙物，若無障礙物則按原航線飛行，若有障礙物，根據障礙物形狀和尺寸建立數學模型；根據障礙物映射圖像確定障礙物和無人機在模型中的相對坐標位置；分析計算坐標位置信息結果并發送給飛行控制器；確定并自動規劃避障繞行方向；完成飛行。本發明通過解決了目前無人機在飛行或者執行任務時不能夠主動感知和判斷障礙物信息進而實時有效避讓的問題，提高了無人機的安全性能和對飛行環境的適應能力，智能化和自動化程度高。

技術研發人員：陳秋婷;葉茂林;陳建偉
受保護的技術使用者：廣東容祺智能科技有限公司
技術研發日：2017.05.23
技術公布日：2017.07.18