一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法技术方案

本发明专利技术适用于无人机技术领域，提供了一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，在上升或者下降之前，先通过位于机身顶部的第一观察模块或者底部的第二观察模块对即将飞行的环境进行观测，并找出在后续升降作业中可能发生碰撞的障碍物，处理模块在三维立体地图上对上述找到的可能会发生碰撞的障碍物进行位置的标出或者范围的圈选，并在设定路径时对其进行规避，同时结合跟踪的无人机共享的实际升降飞行轨迹，对路径进行进一步的修订形成最终路径，无人机按照最终路径进行后续的升降飞行。这种结合跟踪无人机的实际飞行轨迹的方式，可以更加有效的避免陆地高原环境中的特殊情况产生影响，保证无人机沿着路径升降飞行的安全。行的安全。行的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法


[0001]本专利技术属于无人机
，尤其涉及一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法。

技术介绍

[0002]四旋翼无人机具有设计结构简易，操控简单，运动灵敏等特点，且通过改变四个对称分布旋翼之间的转速来实现包括垂直起飞和着陆在内的多种飞行姿态，在四旋翼无人机起飞和着陆的过程将会遇到一些障碍，从而在设计其升降轨迹时就需对其进行规避，以及在实际飞行过程中，对实际遇到的障碍进行进一步的避障处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]本专利技术是这样实现的，一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，包括如下步骤：
[0005]步骤S1、在起飞时通过设置在机身顶部的第一观察模块对周围环境进行全方位观测，在降落时通过设置在机身底部的第二观察模块对周围环境进行全方位观测，并将周围环境的位置数据传送给处理模块；
[0006]步骤S2、处理模块根据上传的位置数据在地图上标出各个可能发生碰撞的点，在规划上升或者下降路径时对其规避处理，并结合跟踪的无人机飞行升降路径，进行路径的调整，形成最终路径；
[0007]步骤S3、旋翼式无人机按照处理模块设定的最终路径进行正常的起飞或者降落；
[0008]步骤S4、在起飞或者降落的过程中通过设置在机身四周的雷达模组，不停的对周围环境进行探测，并将探测的障碍物位置发送给处理模块；
[0009]步骤S5、处理模块根据雷达模组探测的障碍物位置，控制旋翼式无人机自动进行避障处理；
[0010]步骤S6、处理模块控制旋翼式无人机避障后重新回归到规划的路径中，并继续沿路径飞行。
[0011]优选的，在步骤S1中，第一观察模块和第二观察模块优选为CCD相机；雷达模组按照方位分为多组，且每组均包括红外雷达、偏振激光以及合成孔径雷达。
[0012]优选的，在步骤S2中：关于可能发生碰撞的点分为静态和动态，静态通过处理模块在地图上对其进行标出；动态需要处理模块先分析其接下来轨迹，具体为通过该障碍物的方向和速度判断，计算出大致的运动范围，并在地图上圈出该运动范围。
[0013]优选的，在步骤S2中，包括如下分步骤：
[0014]步骤S21、在地图上标注出静态障碍物的位置或者圈出动态障碍物的运动范围，并规划形成路径一；
[0015]步骤S22、在路径一的基础上结合跟踪的无人机升降飞行运动轨迹，进行调整生成路径二，即最终路径。
[0016]优选的，在步骤S21中，具体包括如下细分步骤：
[0017]步骤S211、处理模块在内部通过GPS定位以及北斗定位建立三维立体地图；
[0018]步骤S212、在上述地图中对静态障碍物位置进行标注；
[0019]步骤S213、对动态障碍物运动范围进行计算并在地图上圈出；
[0020]步骤S214、对运动范围内的静态障碍物进行隐去；
[0021]步骤S215、处理模块按照步骤S214处理后的地图进行升降飞行路径一的规划。
[0022]优选的，在步骤S22中，跟踪的无人机升降飞行轨迹获取：通过两架无人机之间的无线传输模块交互将跟踪无人机的实际升降飞行轨迹数据传输过来。
[0023]优选的，在步骤S4中，所述雷达模组探测到新的障碍物时或者原先通过所述第一观察模块或第二观察模块观察的到动态障碍物偏离运动范围时，通知处理模块进行处理。
[0024]优选的，在步骤S5中，具体的避障过程采用旋翼式无人机向障碍物反方向转动作螺旋继续上升或者下降运动。
[0025]优选的，在步骤S5中，在反方向转动作螺旋继续升或降中具体的：通过无人机先反方向转出，再作出螺旋上升或者下降，一圈或者多圈，最后重新回到原有设定的竖直升降最终路径上。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，
[0027]在上升或者下降之前，先通过位于机身顶部的第一观察模块或者位于机身底部的第二观察模块对即将飞行的环境进行拍摄观察，并找出在后续升降作业中可能发生碰撞的障碍物，处理模块在三维立体地图上对上述找到的可能会发生碰撞的障碍物进行位置的标出或者范围的圈选，并在设定路径时对其进行规避，同时结合跟踪的无人机共享的实际升降飞行轨迹，对路径进行进一步的修订形成最终路径，无人机按照最终路径进行后续的升降飞行。这种结合跟踪无人机的实际飞行轨迹的方式，可以更加有效的避免陆地高原环境中的风向或者风速以及其余的特殊情况产生的影响，以及对未观测到的可能发生碰撞的障碍物均在路径中对其进行规避，保证无人机沿着路径升降飞行的安全。
[0028]在实际升降过程中遇到新情况时，通过设置在机身四周的雷达模组进行探测，并以螺旋的方式继续上升或者下降，实现避障，并重新回到设定路径，完成起飞和着陆，由于螺旋绕行的路径其起始端和终止端均位于原有路径上，且在绕行时还是继续的上升或者下降，从而并未对升降的效率产生多大的影响。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的方法步骤示意图；
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：
[0032]一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，包括如下步骤：
[0033]步骤S1、在起飞时通过设置在机身顶部的第一观察模块对周围环境进行全方位观测，在降落时通过设置在机身底部的第二观察模块对周围环境进行全方位观测，并将周围环境的位置数据传送给处理模块；
[0034]步骤S2、处理模块根据上传的位置数据在地图上标出各个可能发生碰撞的点，在规划上升或者下降路径时对其规避处理，并结合跟踪的无人机飞行升降路径，进行路径的调整，形成最终路径；
[0035]步骤S3、旋翼式无人机按照处理模块设定的最终路径进行正常的起飞或者降落；
[0036]步骤S4、在起飞或者降落的过程中通过设置在机身四周的雷达模组，不停的对周围环境进行探测，并将探测的障碍物位置发送给处理模块；
[0037]步骤S5、处理模块根据雷达模组探测的障碍物位置，控制旋翼式无人机自动进行避障处理；
[0038]步骤S6、处理模块控制旋翼式无人机避障后重新回归到规划的路径中，并继续沿路径飞行。
[0039]在本实施方式中，在上升或者下降之前，先通过位于机身顶部的第一观察模块或者位于机身底部的第二观察模块对即将飞行的环境进行拍摄观察，并找出在后续升降作业中可能发生碰撞的障碍物，处理模块在三维立体地图上对上述找到的可能会发生碰撞的障碍物进行位置的标出或者范围的圈选，并在设定路径时对其进行规避，同时结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、在起飞时通过设置在机身顶部的第一观察模块对周围环境进行全方位观测，在降落时通过设置在机身底部的第二观察模块对周围环境进行全方位观测，并将周围环境的位置数据传送给处理模块；步骤S2、处理模块根据上传的位置数据在地图上标出各个可能发生碰撞的点，在规划上升或者下降路径时对其规避处理，并结合跟踪的无人机飞行升降路径，进行路径的调整，形成最终路径；步骤S3、旋翼式无人机按照处理模块设定的最终路径进行正常的起飞或者降落；步骤S4、在起飞或者降落的过程中通过设置在机身四周的雷达模组，不停的对周围环境进行探测，并将探测的障碍物位置发送给处理模块；步骤S5、处理模块根据雷达模组探测的障碍物位置，控制旋翼式无人机自动进行避障处理；步骤S6、处理模块控制旋翼式无人机避障后重新回归到规划的路径中，并继续沿路径飞行。2.如权利要求1所述的一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，其特征在于：在步骤S1中，第一观察模块和第二观察模块优选为CCD相机；雷达模组按照方位分为多组，且每组均包括红外雷达、偏振激光以及合成孔径雷达。3.如权利要求1所述的一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，其特征在于：在步骤S2中：关于可能发生碰撞的点分为静态和动态，静态通过处理模块在地图上对其进行标出；动态需要处理模块先分析其接下来轨迹，具体为通过该障碍物的方向和速度判断，计算出大致的运动范围，并在地图上圈出该运动范围。4.如权利要求1所述的一种陆地高原无人机起降阶段防碰撞控制系统跟踪方法，其特征在于：在步骤S2中，包括如下分步骤：步骤S21、在地图上标注出静态障碍物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：管永康，杨维顺，周福亮，李涛，
申请(专利权)人：南京航天国器智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：