无人机导航方法技术

本发明专利技术涉及一种无人机导航方法，方法包括：在确定卫星导航信号中断后，确定卫星导航信号未中断时最后的定位数据；持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物；根据定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航；每当满足预设条件时重复执行根据定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航的步骤直至到达目标位置，或者，卫星导航信号恢复。本发明专利技术的方法在确定卫星导航信号中断后，通过卫星导航信号未中断时最后的定位数据和持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航，实现了在卫星导航信号被遮挡物遮挡时的导航。星导航信号被遮挡物遮挡时的导航。星导航信号被遮挡物遮挡时的导航。

【技术实现步骤摘要】
无人机导航方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机导航方法。

技术介绍

[0002]随着无人机技术快速发展，无人机的应用领域也快速扩大，例如，无人机不仅可以应用于常规的高空取景，还可以应用于抢险救灾时的环境勘察。不过，后者的应用场景通常伴随着复杂环境状况，例如树木、建筑物遮挡。
[0003]无人机在飞行过程中需要借助卫星导航信号进行位置、姿态、速度的修正，而一旦卫星导航信号被遮挡物遮挡，则有可能导致无人机姿态偏移和无法定位而坠毁。
[0004]因此，如何在卫星导航信号被遮挡物遮挡时进行导航十分重要。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种无人机导航方法。
[0007](二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0009]一种无人机导航方法，所述方法包括：
[0010]S101，在确定卫星导航信号中断后，确定卫星导航信号未中断时最后的定位数据；
[0011]S102，持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物；
[0012]S103，根据所述定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对所述无人机进行导航；
[0013]S104，每当满足预设条件时重复执行S103直至到达目标位置，或者，卫星导航信号恢复。
[0014]可选地，所述S102，包括：
[0015]S102
‑/>1，持续以预设范围为半径，以所述无人机为球心的球形范围内检测是否存在障碍物；
[0016]S102
‑
2，若存在障碍物，则确定障碍物与所述无人机之间的距离。
[0017]可选地，所述预设条件为：检测到存在新障碍物，或者，距离上一次执行步骤S103的间隔时间达到预设步长时间。
[0018]可选地，所述S103，包括：
[0019]S103
‑
1，获取预先存储在所述无人机中的目标位置；
[0020]S103
‑
2，根据所述定位数据和目标位置，确定飞行位置；
[0021]S103
‑
3，如果不存在障碍物，则将所述无人机与所述飞行位置之间的角度作为新的导航角进行导航；
[0022]S103
‑
4，如果存在障碍物，则根据所述障碍物和所述飞行位置确定飞行调整位置，并将所述无人机与所述飞行调整位置之间的角度作为新的导航角进行导航。
为速度调整倍数。
[0049]可选地，所述S103
‑
4，包括：
[0050]S103
‑4‑
1，根据障碍物与所述无人机之间的距离确定距离差d1；
[0051]S103
‑4‑
2，如果d1＞β3*所述无人机的轴距，则将所述无人机与所述飞行位置之间的角度作为新的导航角进行导航；其中，β3为安全倍数；
[0052]S103
‑4‑
4，如果d1≤β3*所述无人机的轴距，则根据所述距离、所述障碍物和所述飞行位置确定飞行调整位置，并将所述无人机与所述飞行调整位置之间的角度作为新的导航角进行导航。
[0053]可选地，所述根据所述距离、所述障碍物和所述飞行位置确定飞行调整位置，包括：
[0054]确定调整半径R
′
＝R+d1+无人机的轴距；
[0055]计算经度调整距离差
[0056]计算纬度调整距离差
[0057]计算飞行调整位置的经度
[0058]计算飞行调整位置的纬度
[0059](三)有益效果
[0060]本专利技术的有益效果是：在确定卫星导航信号中断后，确定卫星导航信号未中断时最后的定位数据；持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物；根据定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航；每当满足预设条件时重复执行根据定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航的步骤直至到达目标位置，或者，卫星导航信号恢复。本专利技术的方法在确定卫星导航信号中断后，通过卫星导航信号未中断时最后的定位数据和持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物的检测结果对无人机进行导航，实现了在卫星导航信号被遮挡物遮挡时的导航。
附图说明
[0061]图1为本申请一实施例提供的一种无人机导航方法的流程示意图；
[0062]图2为本申请一实施例提供的一种圆心确定示意图。
具体实施方式
[0063]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0064]无人机在飞行过程中需要借助卫星导航信号进行位置、姿态、速度的修正，而一旦卫星导航信号被遮挡物遮挡，则有可能导致无人机姿态偏移和无法定位而坠毁。因此，如何在卫星导航信号被遮挡物遮挡时进行导航十分重要。
[0065]参见图1，本实施例提供的无人机导航方法的实现过程如下。
[0066]S101，在确定卫星导航信号中断后，确定卫星导航信号未中断时最后的定位数据。
[0067]无人机在飞行过程中会实时接收卫星定位数据，如果持续预设时间(如5秒钟)未收到任何新的卫星定位数据，那么确定卫星导航信号中断。此时会获取最后一次收到的卫星定位数据，将其作为卫星导航信号未中断时最后的定位数据。
[0068]定位数据通过经度和纬度表示，例如定位数据为(x0,y0)。该定位数据表征了无人机通过卫星导航得到的最后的位置。
[0069]S102，持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物。
[0070]本步骤的实现方式为：
[0071]S102
‑
1，持续以预设范围为半径，以无人机为球心的球形范围内检测是否存在障碍物。
[0072]例如预设范围为1000米。具体实现时可以预先设置该预设范围，也可以根据当前无人机飞行速度确定，速度越快，预设范围数值越大。
[0073]S102
‑
2，若存在障碍物，则确定障碍物与无人机之间的距离。
[0074]本步骤会持续监测无人机高度范围内360度周围是否存在障碍物，如果存在，则确定该障碍物与无人机之间的距离。也就是说，不监测无人机上或下空间中的障碍物。如果无人机处于上升或下降阶段，也可以考虑其上、下空间的障碍物。本实施例仅提供针对不监测无人机上或下空间中的障碍物的情况下的导航方案，对于监测无人机上或下空间中的障碍物的情况，可以参考本提案的方法进行适应性的导航。
[0075]另外，本步骤仅针对首次检索到的障碍物，因为非首次检索到的障碍物已经在其首次检索到时进行过处理，已经对其进行规避，因此再次检索到时，可以将其忽略。
[0076]此外，监测方式可以有多种，例如通过无人机中装载的红外线或者雷达或者传感器等实现，无论采用何种方式，该方式在监测到障碍物时得到该障碍物与无人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机导航方法，其特征在于，所述方法包括：S101，在确定卫星导航信号中断后，确定卫星导航信号未中断时最后的定位数据；S102，持续检测无人机预设范围内是否存在新障碍物；S103，根据所述定位数据和是否存在新障碍物的检测结果对所述无人机进行导航；S104，每当满足预设条件时重复执行S103直至到达目标位置，或者，卫星导航信号恢复。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S102，包括：S102
‑
1，持续以预设范围为半径，以所述无人机为球心的球形范围内检测是否存在障碍物；S102
‑
2，若存在障碍物，则确定障碍物与所述无人机之间的距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件为：检测到存在新障碍物，或者，距离上一次执行步骤S103的间隔时间达到预设步长时间。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S103，包括：S103
‑
1，获取预先存储在所述无人机中的目标位置；S103
‑
2，根据所述定位数据和目标位置，确定飞行位置；S103
‑
3，如果不存在障碍物，则将所述无人机与所述飞行位置之间的角度作为新的导航角进行导航；S103
‑
4，如果存在障碍物，则根据所述障碍物和所述飞行位置确定飞行调整位置，并将所述无人机与所述飞行调整位置之间的角度作为新的导航角进行导航。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述定位数据包括经度值x1和纬度值y1；所述目标位置包括经度值x
n
和纬度值y
n
；所述S103
‑
2，包括：S103
‑2‑
1，获取初始时刻所述无人机的速度v1、倾斜角γ1和航向角ψ1，其中，初始时刻为卫星导航信号未中断时最后的定位数据所对应的时刻；S103
‑2‑
2，确定半径其中，g为重力加速度；S103
‑2‑
3，确定第一表达式为(x1‑
x0)2+(y1‑
y0)2＝R2；S103
‑2‑
4，确定第二表达式为(x
n
‑
x0)2+(y
n
‑
y0)2＝R2；S103
‑2‑
5，根据第一表达式、第二表达式和ψ1确定圆心经度值x0和圆心纬度...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔善勋，卢宁，
申请(专利权)人：河南工业贸易职业学院，
类型：发明
国别省市：