一种无人机自动避障方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机自动避障方法和装置，无人机自动避障过程包括三个步骤：步骤一：感知障碍阶段；步骤二：绕过障碍阶段；步骤三：场景建模和路径搜索阶段；该无人机内部稳定规避障碍系统包括无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统分为组合导航信息系统和图像传输存储系统。该一种无人机自动避障方法和装置，通过在无人机内设有机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统由组合导航信息系统和图像传输存储系统组成，该无人机在避障过程中对组合导航信息系统和图像传输存储系统进行测试，从而验证了系统的完整性和实时性以及算法的有效性，提高避障效率。

An automatic obstacle avoidance method and device for UAVs

The invention discloses an UAV automatic obstacle avoidance method and device. The UAV automatic obstacle avoidance process comprises three steps: step 1: obstacle perception stage; step 2: obstacle avoidance stage; step 3: scene modeling and path searching stage; and the UAV internal stable obstacle avoidance system includes UAV information acquisition. Set system and PC ground station control UAV system, airborne information acquisition system is divided into integrated navigation information system and image transmission storage system. An automatic obstacle avoidance method and device for UAV is presented. The UAV is equipped with an airborne information acquisition system and a PC ground station backcontrol UAV system. The airborne information acquisition system is composed of an integrated navigation information system and an image transmission and storage system. The storage system is tested to verify the integrity and real-time of the system and the effectiveness of the algorithm to improve the efficiency of obstacle avoidance.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机自动避障方法和装置
本专利技术涉及无人机技术设备
，具体为一种无人机自动避障方法和装置。
技术介绍
无人机由于其能够在危险、极端等环境下代替人工作，可以最大限度降低人员损失、减少人员利用成本而迅速发展。其在军事侦察、遥感测绘、抗险救灾、管线巡察、影视航拍等方面都得到了广泛应用。而无人机视觉导航作为无人机自动航迹规划、实时目标跟踪及多机协同合作等工作的基础。传统的无人机在使用的过程中，不能准确的对障碍物的距离进行判断，从而易发生与障碍物碰撞的危险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无人机自动避障方法和装置，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无人机自动避障方法和装置，无人机自动避障过程包括三个步骤：步骤一：感知障碍阶段；步骤二：绕过障碍阶段；步骤三：场景建模和路径搜索阶段；该无人机内部稳定规避障碍系统包括无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统分为组合导航信息系统和图像传输存储系统，无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统相互配合使用。优选的，所述第一步在感知障碍阶段中设有立体视觉的监测控制系统，使得无人机通过红外线感知四周障碍物；传感器通过发射一定频率的红外线信号，无人机内的计算机通过计算反射信号与原信号之间的相位差来确定无人机与障碍物之间的距离；在无人机外壳上装有两个及两个以上摄像机，摄像机拍摄同一时刻不同方位的场景图像，再利用图像匹配算法解析场景图像并将最后的结果传递给无人机控制系统。优选的，所述采用双目视觉技术可以获得障碍物深度图像，图像采集后储存进图像传输存储系统中；利用双目视觉技术来进行障碍物距离测量，只要障碍物没有充满无人机摄像系统的可视范围内，其抓取到障碍物的边缘；摄像机抓取到边缘后将距离数据传输进控制器中，无人机可以根据测量的结果继续选择下一步的飞行路线，从而实现规避障碍物。优选的，所述利用组合导航信息系统获取场景模型，利用机载计算机中的算法来得出最优路径，无人机通过3D地图记忆飞行场景模型，从而安全的规避障碍物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：在无人机内设有机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统由组合导航信息系统和图像传输存储系统组成，该无人机在避障过程中对组合导航信息系统和图像传输存储系统进行测试，从而验证了系统的完整性和实时性以及算法的有效性，提高避障效率。具体实施方式下面将结合本专利技术，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种技术方案：一种无人机自动避障方法和装置，无人机自动避障过程包括三个步骤：步骤一：感知障碍阶段；步骤二：绕过障碍阶段；步骤三：场景建模和路径搜索阶段；该无人机内部稳定规避障碍系统包括无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统分为组合导航信息系统和图像传输存储系统，无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统相互配合使用。第一步在感知障碍阶段中设有立体视觉的监测控制系统，使得无人机通过红外线感知四周障碍物；传感器通过发射一定频率的红外线信号，无人机内的计算机通过计算反射信号与原信号之间的相位差来确定无人机与障碍物之间的距离；在无人机外壳上装有两个及两个以上摄像机，摄像机拍摄同一时刻不同方位的场景图像，再利用图像匹配算法解析场景图像并将最后的结果传递给无人机控制系统，立体视觉的检测方法无需障碍物的先验知识，且对动态、静态障碍物都有效，能够大幅度的提高无人机感知障碍。采用双目视觉技术可以获得障碍物深度图像，图像采集后储存进图像传输存储系统中；利用双目视觉技术来进行障碍物距离测量，只要障碍物没有充满无人机摄像系统的可视范围内，其抓取到障碍物的边缘；摄像机抓取到边缘后将距离数据传输进控制器中，无人机可以根据测量的结果继续选择下一步的飞行路线，从而实现规避障碍物。利用组合导航信息系统获取场景模型，利用机载计算机中的算法来得出最优路径，无人机通过3D地图记忆飞行场景模型，从而安全的规避障碍物。本专利技术一种无人机自动避障方法和装置，无人机上的摄像机在同一时刻拍摄的不同角度的图像传输到无人机内的传感器中，无人机内的传感器能够根据拍摄的图像，感知前方物体的位置、方向、表面的纹理、光泽、阴影形状等信息；机载信息采集系统对收集的信息进行2.5D维度的建模，确立以无人机为中心的坐标轴体系，将画面中的物体的表面以坐标点的形式体现在坐标轴上；在2.5D维度的建模以后，计算机通过建立三维模型测算出无人机与障碍物之间的距离，从而避免无人机与障碍物发生碰撞。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机自动避障方法和装置，其特征在于：无人机自动避障过程包括三个步骤：步骤一：感知障碍阶段；步骤二：绕过障碍阶段；步骤三：场景建模和路径搜索阶段；该无人机内部稳定规避障碍系统包括无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统分为组合导航信息系统和图像传输存储系统，无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统相互配合使用。

【技术特征摘要】
1.一种无人机自动避障方法和装置，其特征在于：无人机自动避障过程包括三个步骤：步骤一：感知障碍阶段；步骤二：绕过障碍阶段；步骤三：场景建模和路径搜索阶段；该无人机内部稳定规避障碍系统包括无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统，机载信息采集系统分为组合导航信息系统和图像传输存储系统，无人机机载信息采集系统和PC地面站回控无人机系统相互配合使用。2.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法和装置，其特征在于：第一步在感知障碍阶段中设有立体视觉的监测控制系统，使得无人机通过红外线感知四周障碍物；传感器通过发射一定频率的红外线信号，无人机内的计算机通过计算反射信号与原信号之间的相位差来确定无人机与障碍物之间的距离；在无人机外壳上装有两个及两个以上摄像机...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓杰，林颖，邹辉龙，
申请(专利权)人：珠海诚然科技服务有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44