一种无人机的多传感器融合避障控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机的多传感器融合避障控制系统及方法，该系统包括超声波测距传感器、双目测距传感器、机载视觉处理器、融合避障处理器；无人机包括机载飞行控制系统和遥控信号接收机，超声波测距传感器、机载视觉处理器和遥控信号接收机分别与融合避障处理器连接；双目测距传感器与机载视觉处理器相连。本发明专利技术方法，在传统的超声波避障基础上进行扩展，使其能够融合双目立体视觉采集的深度信息，通过融合避障处理器的决策与数据转换，输出飞行控制系统所需要的飞行模式信息，实现障碍规避。本发明专利技术无需更改现有飞行控制系统架构和参数，可有效避免避障系统与各类飞行控制系统产品繁杂的适配，具有较高的实用性，适合推广安装在各类无人机上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无人机的多传感器融合避障控制系统及方法，属于无人机融合避障

技术介绍
近年来，随着国内外无人机开源社区的不断发展及无人机资本市场的大力推动，全球范围内催生了一大批无人机厂商的诞生。各类无人机广泛用于地质侦察、森林防火、资源勘测、影视航拍、电力巡线、大型集群表演、3D建模等场景，与此同时，无人机的使用群体由专业航模爱好者扩展到普通业余爱好者，这使得消费群体对无人机飞行平台的要求也在不断提高，逐渐从稳定飞行到复杂地形下的智能飞行转变。在使用无人机的过程中会出现一系列的安全问题，如无人机与航路上障碍物相碰撞而导致的无人机平台及机载设备的损毁以及对公共生命财产安全的威胁。然而，虽然当前市场上已有成熟开源飞行控制系统如APM、Pixhawk的大力普及，但真正工程实现所需专业技术门槛过高，普通无人机爱好者很难进行二次开发和使用，即使有专业研发团队进行技术支持后可以实现避障，但随着软件升级的需要而进行代码维护的成本较高，很难推广使用。同时，大多数商业飞控都不开源，不支持通过修改源码以及外加传感器来实现避障功能，即使个别厂家如DJI开发出支持二次开发的Guidance视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机的多传感器融合避障控制系统，所述无人机包括机载飞行控制系统、遥控信号接收机，其特征在于，该系统还包括超声波测距传感器、双目测距传感器、机载视觉处理器、融合避障处理器；所述超声波测距传感器实时测量无人机前方障碍物的距离信息并传送至融合避障处理器；双目测距传感器实时获取无人机前方障碍物的图像信息并传送至机载视觉处理器，机载视觉处理器根据图像信息计算障碍物的深度信息同时传送至融合避障处理器；融合避障处理器对距离信息和深度信息进行滤波融合，得到无人机距前方障碍物的距离，根据该距离计算障碍物的威胁因子，并根据预先设定的阈值判断障碍物是否存在威胁；当威胁因子小于预先设定的阈值时，判断障碍物无威胁...

【技术特征摘要】
1.一种无人机的多传感器融合避障控制系统，所述无人机包括机载飞行控制系统、遥控信号接收机，其特征在于，该系统还包括超声波测距传感器、双目测距传感器、机载视觉处理器、融合避障处理器；所述超声波测距传感器实时测量无人机前方障碍物的距离信息并传送至融合避障处理器；双目测距传感器实时获取无人机前方障碍物的图像信息并传送至机载视觉处理器，机载视觉处理器根据图像信息计算障碍物的深度信息同时传送至融合避障处理器；融合避障处理器对距离信息和深度信息进行滤波融合，得到无人机距前方障碍物的距离，根据该距离计算障碍物的威胁因子，并根据预先设定的阈值判断障碍物是否存在威胁；当威胁因子小于预先设定的阈值时，判断障碍物无威胁，融合避障处理器将遥控信号接收机接收到的地面遥控信号直接传送至机载飞行控制系统，由地面遥控信号控制无人机的飞行；当威胁因子大于等于预先设定的阈值时，融合避障处理器解算避障模式通道信号，并用避障模式通道信号替换遥控信号接收机接收到的地面遥控信号中的飞行模式通道信号，由避障模式通道信号控制无人机进行避障。2.根据权利要求1所述无人机的多传感器融合避障控制系统，其特征在于，所述遥控信号接收机、超声波测距传感器、机载视觉处理器均通过UART与融合避障处理器连接，融合避障处理器通过UART与机载飞行控制系统连接。3.根据权利要求1所述无人机的多传感器融合避障控制系统，其特征在于，所述双目测距传感器采用USB2.0总...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩辉，王辰熙，王志胜，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32