一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法及系统，通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；删除障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据；将障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据；基于最终的障碍物可信数据，计算工作栏碰撞到障碍物的碰撞概率；基于碰撞概率和预先设计的工作栏运行轨迹，判断工作平台在预先设计的工作栏运行轨迹上是否会发生碰撞。本发明专利技术能够提高预测有无障碍物的精确度，能够减少误报和失效的风险，实现自动躲避工作栏碰撞，有效避免作业风险。业风险。业风险。

An anti-collision method and system for aerial vehicle based on multi-sensor data fusion

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法及系统


[0001]本专利技术涉及高空作业车安全
，具体涉及一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法及系统。

技术介绍

[0002]高空车在复杂环境中作业时，非常容易发生碰撞事故。目前行业内的主动防撞功能常用工作栏上的超声波传感器进行检测，但工作栏上的超声波传感器非常容易受到各种因素的干扰而产生误报警，比如操作手的肢体、工具、工件、油漆、雨水、工作栏变形等，或者单一传感器失效后的整体防撞功能的丧失，因此，使用单一的超声波传感器会有误报和失效的风险。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法及系统，能够减少碰撞事故的发生，提高预测障碍物的精确度。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，包括步骤：
[0006]通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；
[0007]删除所述障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据；
[0008]将所述障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据；
[0009]基于所述最终的障碍物可信数据，计算工作栏碰撞到所述障碍物的碰撞概率；
[0010]基于所述碰撞概率和预先设计的工作栏运行轨迹，判断工作平台在预先设计的工作栏运行轨迹上是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则改变所述预先设计的工作栏运行轨迹，若不会发生碰撞，则按照所述预先设计的工作栏运行轨迹运行。
[0011]与现有技术相比，本专利技术第一方面具有以下有益效果：
[0012]本方法通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；删除障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据；将障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据；基于最终的障碍物可信数据，计算工作栏碰撞到障碍物的碰撞概率；基于碰撞概率和预先设计的工作栏运行轨迹，判断工作平台在预先设计的工作栏运行轨迹上是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则改变预先设计的工作栏运行轨迹，若不会发生碰撞，则按照预先设计的工作栏运行轨迹运行。本方法通过毫米波雷达和超声波雷达获取的数据，并将数据融合获取最终的障碍物可信数据，并基于最终的障碍
物可信数据，计算碰撞概率，根据碰撞概率，判断工作平台是否会会发生碰撞；通过该方法能够提高预测有无障碍物的精确度，能够减少误报的风险，并且超声波雷达失效后，还有毫米波雷达进行预测障碍物，能够减少失效带来的风险，能够降低发生碰撞的概率，实现自动躲避工作栏碰撞，有效避免作业风险。
[0013]进一步，所述通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图，包括：
[0014]多个毫米波雷达每隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据通过D
‑
S证据理论进行融合获得融合后的数据，将所述融合后的数据填入栅格地图中，获得障碍物可信度栅格地图。
[0015]进一步，所述障碍物可信度栅格地图中每个位置包括有障碍物的概率A：
[0016]所述毫米波雷达通过所述预设时间获取一次距离所述工作栏最近的八个疑似障碍物的坐标数据，将所述坐标数据填入栅格地图中对应的位置，累计每个所述位置出现所述坐标数据的次数，通过双曲正切函数归一化所述次数，获得所述栅格地图中每个位置有障碍物的概率A。
[0017]进一步，所述障碍物可信度栅格地图中每个位置还包括没有障碍物的概率B：
[0018]所述毫米波雷达通过所述预设时间获取一次距离所述工作栏最近的八个疑似障碍物的坐标数据，记录所述栅格地图中每个位置前后出现所述坐标数据的时间间隔，通过所述双曲正切函数归一化所述时间间隔，获得所述栅格地图中每个位置没有障碍物的概率B。
[0019]进一步，所述删除所述障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据，包括：
[0020]所述障碍物可信度栅格地图中每个位置还包括不确定的概率C；
[0021]将所述有障碍物的概率A、所述没有障碍物的概率B以及所述不确定的概率C统一归一化为A+B+C＝1，以获得不确定的概率C的值；
[0022]若所述不确定的概率C超出预设值，则认为数据的可信度低；若所述不确定的概率C没有超出预设值，则认为数据的可信度高；
[0023]删除可信度低的数据，获得所述障碍物可信数据。
[0024]进一步，所述将所述障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据，包括：
[0025]通过如下公式将所述障碍物可信数据H和所述超声波雷达获取的障碍物的位置数据X进行数据融合，获得所述最终的障碍物可信数据M：
[0026]M＝H*X。
[0027]进一步，所述基于所述最终的障碍物可信数据，计算工作栏碰撞到所述障碍物的碰撞概率，包括：
[0028]通过如下公式计算所述碰撞概率W：
[0029]W＝M*V*S
[0030]其中，所述V表示所述工作栏与所述障碍物之间的相对速度，所述相对速度为所述工作平台当前速度与最快停止速度的比值，所述S表示所述工作栏与所述障碍物之间的相对距离，所述相对距离为所述工作平台当前距离与最远停止距离的比值。
[0031]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞系统，包括：
[0032]障碍物可信度栅格地图获取单元，用于通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；
[0033]障碍物可信数据获取单元，用于删除所述障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据；
[0034]最终的障碍物可信数据获取单元，用于将所述障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据；
[0035]碰撞概率计算单元，用于基于所述最终的障碍物可信数据，计算所述工作栏碰撞到所述障碍物的碰撞概率；
[0036]障碍物防撞单元，用于基于所述碰撞概率和预先设计的工作栏运行轨迹，判断所述工作平台在预先设计的工作栏运行轨迹上是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则改变所述预先设计的工作栏运行轨迹，若不会发生碰撞，则按照所述预先设计的工作栏运行轨迹运行。
[0037]与现有技术相比，本专利技术第二方面具有以下有益效果：
[0038]本系统的障碍物可信度栅格地图获取单元通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；障碍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，其特征在于，包括步骤：通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图；删除所述障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据；将所述障碍物可信数据和超声波雷达获取的障碍物的位置数据进行数据融合，获得最终的障碍物可信数据；基于所述最终的障碍物可信数据，计算工作栏碰撞到所述障碍物的碰撞概率；基于所述碰撞概率和预先设计的工作栏运行轨迹，判断工作平台在预先设计的工作栏运行轨迹上是否会发生碰撞，若会发生碰撞，则改变所述预先设计的工作栏运行轨迹，若不会发生碰撞，则按照所述预先设计的工作栏运行轨迹运行。2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，其特征在于，所述通过多个毫米波雷达每间隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据进行融合，获得障碍物可信度栅格地图，包括：多个毫米波雷达每隔预设时间获取一次数据，将每次获取的多组数据通过D
‑
S证据理论进行融合获得融合后的数据，将所述融合后的数据填入栅格地图中，获得障碍物可信度栅格地图。3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，其特征在于，所述障碍物可信度栅格地图中每个位置包括有障碍物的概率A：所述毫米波雷达通过所述预设时间获取一次距离所述工作栏最近的八个疑似障碍物的坐标数据，将所述坐标数据填入栅格地图中对应的位置，累计每个所述位置出现所述坐标数据的次数，通过双曲正切函数归一化所述次数，获得所述栅格地图中每个位置有障碍物的概率A。4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，其特征在于，所述障碍物可信度栅格地图中每个位置还包括没有障碍物的概率B：所述毫米波雷达通过所述预设时间获取一次距离所述工作栏最近的八个疑似障碍物的坐标数据，记录所述栅格地图中每个位置前后出现所述坐标数据的时间间隔，通过所述双曲正切函数归一化所述时间间隔，获得所述栅格地图中每个位置没有障碍物的概率B。5.根据权利要求4所述的一种基于多传感器数据融合的高空作业车防撞方法，其特征在于，所述删除所述障碍物可信度栅格地图中可信度低于预设值的数据，获得障碍物可信数据，包括：所述障碍物可信度栅格地图中每个位置还包括不确定的概率C；将所述有障碍物的概率A、所述没有障碍物的概率B以及所述不确定的概率C统一归一化为A+B+C＝1，以获得不确定的概率C的值；若所述不确定的概率C超出预设值，则认为数据的可信度低；若所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国良，谭景超，许艳，
申请(专利权)人：湖南星邦智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：