移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台技术方案

本发明专利技术公开一种移动平台自动规避碰撞的方法。所述移动平台自动规避碰撞的方法包括获取移动平台周边环境的环境数据；识别环境数据中是否有障碍物，并获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；设定距离阈值，判断所述最短距离与所述距离阈值的关系；设定逃离方向，当所述最短距离小于所述距离阈值时，控制所述移动平台沿所述逃离方向运动，使所述最短距离大于等于所述距离阈值。本发明专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法，可有效地对环境中的障碍物作出反应，避免与障碍物发生碰撞。本发明专利技术还提供一种自动规避碰撞系统和一种含所述自动规避碰撞系统的移动平台。

Method, system and mobile platform for automatically avoiding collision of mobile platform

The invention discloses an automatic collision avoidance method for a mobile platform. The method of automatic collision avoidance of the mobile platform includes data acquisition platform of mobile environment; whether there are obstacles in the identification of environmental data, and obtain the information of the obstacle and the motion status of the mobile platform; set a distance threshold, determine the relationship between the shortest distance and the distance threshold setting; escape direction, when the shortest distance is less than the distance threshold, the control of the mobile platform along the escape direction, so that the shortest distance is greater than or equal to the threshold distance. The mobile platform provided by the invention automatically avoids collision, which can effectively react to obstacles in the environment, and avoid collision with the obstacles. The invention also provides an automatic collision avoidance system and a mobile platform with the automatic collision avoidance system.

【技术实现步骤摘要】
移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台
本专利技术涉及控制
，具体涉及一种移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台。
技术介绍
无人机是一种由无线遥控设备或由自身程序控制装置操纵的、执行任务的非载人飞行器，越来越广泛的在多个领域得到发展和应用，具有重大的社会意义。无人机具有成本相对较低，没有人员伤亡的危险，生存能力强，机动性能好等优点。但也因为无人驾驶，在飞行中只能依靠自身的飞行控制系统或地面控制中心的指令进行飞行，在遇到高压线缆、树木或建筑物等障碍物，特别是利用无人机对电力线进行巡视时，很有可能与障碍物发生碰撞，给无人机带来巨大的安全隐患。因此，为了保障无人机在执行任务时的安全飞行，有必要提供一种新的技术解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种可有效地对环境中的障碍物作出反应，避免与障碍物发生碰撞的移动平台自动规避碰撞的方法。本专利技术的技术方案是：一种移动平台自动规避碰撞的方法，包括如下步骤：步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；步骤S3：设定距离阈值，计算所述障碍物与所述移动平台的最短距离，并判断所述最短距离与所述距离阈值的关系；步骤S4：设定逃离方向，当所述最短距离小于所述距离阈值时，控制所述移动平台沿所述逃离方向运动，使所述最短距离大于等于所述距离阈值；当所述最短距离大于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。优选的，步骤S4中，计算所述移动平台在所述逃离方向上对所述障碍物的逃离向量，将所述逃离向量作为所述移动平台的控制量，并控制所述移动平台执行所述控制量。优选的，当识别到所述环境数据中的所述障碍物的数量为多个，分别计算对每个所述障碍物的逃离向量并求和，所述控制量为所述逃离向量之和。优选的，将所述逃离向量之和换算成逃离速度或逃离加速度，所述控制量为逃离速度或逃离加速度。优选的，所述移动平台靠近所述障碍物运动，所述逃离方向与所述移动平台当前的运动方向的夹角呈90-270°。优选的，所述移动平台远离所述障碍物运动，所述逃离方向与所述移动平台当前的运动方向的夹角呈0-90°或270-360°。优选的，步骤S2中还包括根据所述移动平台当前的运动状态滤除预设距离范围外的环境数据，步骤S2-S5中的所述障碍物为预设距离范围内的障碍物。优选的，步骤S2还包括：根据所述障碍物信息和所述移动平台当前的运动状态，计算所述移动平台的最高安全速度；计算所述移动平台的目标运动速度并控制所述移动平台按所述目标运动速度运动；其中所述目标运动速度小于等于所述最高安全速度。本专利技术还提供一种自动规避碰撞系统。所述自动规避碰撞系统包括获取模块、障碍物识别模块、处理模块、及控制模块，其中：所述获取模块，用于获取移动平台周边环境的环境数据及所述移动平台当前的运动状态；所述障碍物识别模块，用于识别所述环境数据中是否有障碍物，并读取所述障碍物信息；所述处理模块，用于计算所述障碍物与所述移动平台的最短距离；用于判断所述最短距离与距离阈值的关系；用于根据所述最短距离计算所述移动平台的逃离向量，并将所述逃离向量换算成控制量；所述控制模块，用于根据所述处理模块反馈的信息控制所述移动平台避开所述障碍物。本专利技术还提供一种移动平台。所述移动平台包括所述的自动规避碰撞系统。与相关技术相比，本专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法有益效果在于：通过本专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法，使所述移动平台在接近所述障碍物时可自动躲避障碍物，可有效地对环境中移动的障碍物作出反应，使飞行器不会主动与障碍物发生碰撞，提高了飞行器躲避障碍物的安全性能。附图说明图1为本专利技术提供的自动规避碰撞系统的一实施例的结构示意图；图2为本专利技术提供的移动平台的一实施例的结构示意图；图3为本专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法的一实施例的流程示意图；图4为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中坐标系转换示意图；图5为本专利技术提供的自动规避碰撞系统的另一实施例的结构示意图；图6为本专利技术提供的移动平台的另一实施例的结构示意图；图7为本专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法的另一实施例的流程示意图；图8为图7所示移动平台自动规避碰撞的方法中最高安全速度的计算方法示意图；图9为本专利技术提供的自动规避碰撞系统的又一实施例的结构示意图；图10为本专利技术提供的移动平台的又一实施例的结构示意图；图11为本专利技术提供的移动平台自动规避碰撞的方法的又一实施例的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1请参阅图1，图1为本专利技术提供的自动规避碰撞系统的一实施例的结构示意图。所述自动规避碰撞系统100包括获取模块11、去噪模块12、障碍物识别模块13、处理模块14和控制模块15。其中：所述获取模块11，用于获取移动平台周边环境的环境数据及所述移动平台当前的运动状态；所述去噪模块12，用于将所述环境数据进行去噪处理；所述障碍物识别模块13，用于识别所述环境数据中是否有障碍物，并读取所述障碍物信息；所述处理模块14，用于计算所述障碍物与所述移动平台的最短距离，并用于判断所述最短距离与距离阈值的关系；所述控制模块15，用于根据所述处理模块反馈的信息控制所述移动平台避开所述障碍物。所述移动平台可以是机器人、飞行器、轮船、潜艇等；其中所述飞行器可以是四轴飞行器、多旋翼飞行器、无人机飞行器、航模等。所述障碍物可以是建筑物、树木、飞鸟、礁石、行人、其它飞行器等。所述障碍物可以是静止的，也可以是运动的。所述获取模块11包括第一获取单元111和第二获取单元112。其中，所述第一获取单元111用于获取所述移动平台周边环境的环境数据，所述第二获取单元112用于获取所述移动平台当前的运动状态。所述第一获取单元111可以利用传感器获取所述移动平台周边的环境数据；也可以是利用已知的环境数据；也可以是利用已知的环境数据和所述传感器获取的环境数据进行融合。优选的，所述传感器具体采用二维激光雷达实时感知所述飞行器周边环境，其中激光雷达为日本Hokuyo的产品。获取的所述环境数据可以为点云数据，也可以为栅格数据。所述第二获取单元112获取的所述移动平台当前的运动状态包括其运动速度和运动方向。所述去噪模块12用于将所述第一获取单元111获取的所述环境数据进行去噪处理，滤除所述环境数据中与不相关数据，其中去噪数据包括疑似噪点或/和包含所述移动平台自身部分的数据，但不限于以上列出的两种数据，还可以为其它类型的数据。所述障碍物识别模块13是通过识别环境数据中的物体边缘来提取障碍物信息。读取的所述障碍物信息包括每个障碍物在α角与θ角上的起始角度与终止角度、与所述飞行器的最近距离及所述最近距离发生的角度，其中α角表示点与所述飞行器的连线与所述飞行器所在水平面形成的垂直方向上的夹角，θ角表示点与所述飞行器的连线与所述飞行器目标朝向所述形成的水平方向上的夹角。所述处理模块14包括第一处理单元141、第二处理单元142和判断单元143和第三处理单元144，其中所述第一处理单元141用于将所述环境数据的坐标系转换成所述移动平台为中心的极坐标；所述第二处理单元142用于根据所述障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；步骤S3：设定距离阈值，计算所述障碍物与所述移动平台的最短距离，并判断所述最短距离与所述距离阈值的关系；步骤S4：设定逃离方向，当所述最短距离小于所述距离阈值时，控制所述移动平台沿所述逃离方向运动，使所述最短距离大于等于所述距离阈值；当所述最短距离大于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。

【技术特征摘要】
1.一种移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；步骤S3：设定距离阈值，计算所述障碍物与所述移动平台的最短距离，并判断所述最短距离与所述距离阈值的关系；步骤S4：设定逃离方向，当所述最短距离小于所述距离阈值时，控制所述移动平台沿所述逃离方向运动，使所述最短距离大于等于所述距离阈值；当所述最短距离大于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。2.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S4中，计算所述移动平台在所述逃离方向上对所述障碍物的逃离向量，将所述逃离向量作为所述移动平台的控制量，并控制所述移动平台执行所述控制量。3.根据权利要求2所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，当识别到所述环境数据中的所述障碍物的数量为多个，分别计算对每个所述障碍物的逃离向量并求和，所述控制量为逃离向量之和。4.根据权利要求3所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，将所述逃离向量之和换算成逃离速度或逃离加速度，所述控制量为逃离速度或逃离加速度。5.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，所述移动平台靠近所述障碍物运动，所述逃离方向与所述移动平台当前的运动方向的夹角呈90-270°。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋抒彤，曽建棠，
申请(专利权)人：深圳市可飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44