【技术实现步骤摘要】
一种无人飞行装置智能避障方法
[0001]本专利技术属于无人飞行领域，涉及避障方法，具体是一种无人飞行装置智能避障方法。
技术介绍
[0002]在传统技术中也有无人直升机避障系统。避障系统包括机载信号采集模块以及设置于飞控系统内的机载避障分析模块。将采集的模拟信号转换为数字信号后，将周围的环境信息发送给分析模块，机载避障分析模块发送指令给飞控系统，由飞控系统控制计算机发送给无人机。传统技术中的避障系统直接将获取的信息进行分析，误差较大，并且系统设计复杂，需要一些大型器件组成，体积庞大。
[0003]虚拟战场仿真是虚拟现实技术在战场仿真领域中的具体应用，对指挥控制、作战推演、辅助决策等具体有重要意义。虚拟战场仿真主要包括飞机、坦克、人物的自由移动，导弹发射、躲避障碍物、摧毁目标等。在起伏不定的地形上，无人飞行装置在飞行过程中需要躲避前方山脉或者建筑物，最终到达目的地或摧毁目标。目前，在复杂的山脉地形和建筑群中，大部分通过无人机或导弹在飞行过程中实时向正前方发送射线，依据回波信息判断前方障碍物或地形山脉，该方法在飞行过程中需要针对大量的回波信息进行计算以实时判断前方地形进行避障，该方法受限于发送射线的范围，很难反映前方地形的整貌和高度，从而无法准确的计算出躲避的俯仰角，只能通过一个预给值去调节俯仰角，无法做到准确避障。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种无人飞行装置智能避障方法，解决现有技术中无人飞行装置无法在不同飞行环境中准确避障的技术问题。>[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种无人飞行装置智能避障方法，包括以下步骤：
[0007]获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向；
[0008]获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境，所述飞行环境包括地形类型、障碍物位置信息及高度信息；
[0009]根据所述地形类型选择避障策略，并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令；
[0010]所述无人飞行装置根据飞行指令飞行；
[0011]获取所述障碍物与所述无人飞行装置的相对位置，判断是否避障成功；
[0012]若避障成功，调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向。
[0013]本专利技术还包括以下技术特征：
[0014]所述避障方法在避障成功并调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向后，还包括：
[0015]判断所述无人飞行装置的当前高度是否高于预设高度保持值，若是，则基于二者
的高度差及预设水平调整距离调节所述无人飞行装置的俯角，直至所述无人飞行装置的飞行高度低于所述飞行高度保持值后恢复至初始飞行方向。
[0016]当所述地形类型为山脉地形时，选择山脉地形避障策略；
[0017]所述山脉地形避障策略为依据预设扇形区域内山脉的高度调节所述无人飞行装置的俯角。
[0018]所述基于所述山脉地形避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令，包括：
[0019]判断所述无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的山脉高度，若所述无人飞行装置的飞行高度高于所述山脉高度，则继续保持直线飞行；
[0020]若所述无人飞行装置的飞行高度低于所述山脉高度，则计算出所述无人飞行装置的飞行高度与所述山脉高度之间的高度差，并结合所述无人飞行装置与所述山脉间的水平距离，获得所述无人飞行装置飞行的俯角作为飞行指令输出。
[0021]当所述地形类型为建筑群地形时，选择建筑群地形避障策略；
[0022]所述建筑群地形避障策略为基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径。
[0023]所述基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径，具体包括：
[0024]获取所述无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内建筑物的分布、间距和高度；
[0025]基于所述建筑物高度规划避障路径，并评估所需避障时间；
[0026]基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径，并评估所需避障时间；
[0027]基于所述避障时间确定避障路径。
[0028]所述基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径，包括：
[0029]当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时，且相对角度只有正值或者只有负值时，通过判断最小相对角度的正负规划避障路径；
[0030]当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时，且相对角度既有正值也有负值时，通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径。
[0031]所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时，且相对角度只有正值或者只有负值时，通过判断最小相对角度的正负规划避障路径，具体过程包括以下步骤：
[0032]Q1，若建筑物返回的最小相对角度为正时，则无人飞行装置向左偏航15度；若建筑物返回的最小相对角度为负时，则无人飞行装置向右偏航15度，
[0033]Q2，实时获取向量m与向量n之间的夹角β，当夹角β的度数不小于90度时，无人飞行装置返回至初始航向角继续航行，避障结束；
[0034]所述向量m为起点为相对角度最小的建筑物，终点为无人飞行装置的当前位置；所述向量n的起点为相对角度最小的建筑物，终点为无人飞行装置开始偏转的位置。
[0035]所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时，且相对角度既有正值也有负值时，通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径，具体过程包括以下步骤；
[0036]P1，找到正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物，求出两座相邻建筑物间的距离S，并与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s比较，若距离S大于最小间隙距离s，则无人飞行装置可以从两座相邻建筑物之间通过，无需进行避障，若距离S小于最小间隙距离s，则不能通过，执行步骤P2～P3；
[0037]P2，分别找出正区域和负区域内相对角度最大的两座相邻建筑物，比较两座相邻建筑物的相对角度的大小，若正区域内的相对角度较小，则无人飞行装置向右偏航15度，若负向区域内相对角度较小，则无人飞行装置向左偏航15度；
[0038]P3，偏航后，在飞行过程中，若监测到有建筑物出现在预设扇形区域内，则根据P1的方法判断是否可以通过；
[0039]所述最小间隙为无人飞行装置飞行水平安全间隔。
[0040]所述的文件为Asset Bundle文件。
[0041]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0042](Ⅰ)通过无人飞行装置实时获取的无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向，以及无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境，选择最佳的避障策略，并根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，包括以下步骤：获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向；获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境，所述飞行环境包括地形类型、障碍物位置信息及高度信息；根据所述地形类型选择避障策略，并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令；所述无人飞行装置根据飞行指令飞行；获取所述障碍物与所述无人飞行装置的相对位置，判断是否避障成功；若避障成功，调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向。2.如权利要求1所述的无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，所述避障方法在避障成功并调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向后，还包括：判断所述无人飞行装置的当前高度是否高于预设高度保持值，若是，则基于二者的高度差及预设水平调整距离调节所述无人飞行装置的俯角，直至所述无人飞行装置的飞行高度低于所述飞行高度保持值后恢复至初始飞行方向。3.如权利要求1所述的无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，当所述地形类型为山脉地形时，选择山脉地形避障策略；所述山脉地形避障策略为依据预设扇形区域内山脉的高度调节所述无人飞行装置的俯角。4.如权利要求3所述的无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，所述基于所述山脉地形避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令，包括：判断所述无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的山脉高度，若所述无人飞行装置的飞行高度高于所述山脉高度，则继续保持直线飞行；若所述无人飞行装置的飞行高度低于所述山脉高度，则计算出所述无人飞行装置的飞行高度与所述山脉高度之间的高度差，并结合所述无人飞行装置与所述山脉间的水平距离，获得所述无人飞行装置飞行的俯角作为飞行指令输出。5.如权利要求1所述的无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，当所述地形类型为建筑群地形时，选择建筑群地形避障策略；所述建筑群地形避障策略为基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径。6.如权利要求5所述的无人飞行装置智能避障方法，其特征在于，所述基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径，具体包括：获取所述无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内建筑物的分布、间距和高度；基于所述建筑物高度规划避障路径，并评估所需避障时间；基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径，并评估所需避障时间；基于所述避障时间确定避障路径。7...
【专利技术属性】
技术研发人员：张巍，何宇，
申请(专利权)人：西安羚控电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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