申请/专利权人：成都航空职业技术学院

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117631689B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D1/622

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.03.19#实质审查的生效;2024.03.01#公开

摘要：本发明公开了一种无人机避障飞行方法，涉及飞行控制领域，包括：实时探测无人机邻域环境，探测并计算得到无人机的速度矢量；检测多障碍物，并计算多障碍物各自的逼近速度矢量；通过粒子群算法计算防碰撞加速矢量；驱动无人机按防碰撞加速矢量调整位姿，以规避多障碍物。本发明能够同时检测不同方向上的障碍物，并感知这些多障碍物的运动状态，继而根据自身的运动状态迭代求寻优出防碰撞的加速度解，再做出事宜的规避动作。能够有效规避飞鸟等多方向障碍物的主动撞击，应对现实复杂环境。

主权项：1.一种无人机避障飞行方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过六向超声设备实时探测无人机邻域环境，并通过惯性传感器探测并计算得到无人机的速度矢量；S2、通过判别六向超声设备是否收到回波信号以检测多障碍物，并计算多障碍物各自的逼近速度矢量；S3、根据无人机的速度矢量和多障碍物各自的逼近速度矢量，通过粒子群模型计算防碰撞加速矢量；S4、驱动无人机按防碰撞加速矢量调整位姿，以规避多障碍物；所述六向超声设备为安装于无人机的机身，分别朝向前、后、上、下、左和右共六个方向的六组超声收发元件；每组所述超声收发元件均包括发射端和接收端；每组所述超声收发元件的发射端均发射功率如下式所示的超声波： ； ；其中，T为发射周期，sn∙T为第n个发射周期时超声波的功率，sin∙为正弦函数，π为圆周率，fm为第m个预设的超声波频率，%为取余运算，M为预设的超声波频率值数目；所述惯性传感器为三轴加速度传感器；所述S1通过惯性传感器探测并计算得到无人机的速度矢量的方法包括以下步骤：A1、通过三轴加速度传感器探测无人机在三维空间笛卡尔坐标系中x轴方向加速度、y轴方向加速度和z轴方向加速度；A2、根据下式计算得到无人机的速度矢量： ；其中，vUk为无人机在k时刻的速度矢量，vU,xk为无人机在k时刻的x轴方向速度，vU,yk为无人机在k时刻的y轴方向速度，vU,zk为无人机在k时刻的z轴方向速度，aU,xi为无人机在i时刻的x轴方向加速度，aU,yi为无人机在i时刻的y轴方向加速度，aU,zi为无人机在i时刻的z轴方向加速度；所述S2包括以下分步骤：S21、在各超声收发元件的发射端的每个发射周期内，检测各超声收发元件的接收端是否收到超声波，若接收到超声波，则跳转至步骤S22，若没有接收到超声波，则继续检测下一周期；S22、判断所述超声波是否为回波信号，若为回波信号，则相应朝向的超声收发元件检测到所属方向的障碍物，并跳转至步骤S23，若不为回波信号，则跳转至步骤S21；S23、通过下式计算所述S22的障碍物的第一距离： ；其中，d1为障碍物的第一距离，vs为声速，∆t1为检测到障碍物的超声收发元件接收端收到超声波与发射端发射超声波的间隔时间；S24、使用检测到所述S22的障碍物的超声收发元件，在下一发射周期获取障碍物的第二距离；S25、根据下式计算所述S22的障碍物的逼近速度： ；其中，vob为障碍物的逼近速度，d2为障碍物的第二距离；S26、根据检测到所述S22的障碍物的超声收发元件的朝向，为所述S25的逼近速度赋予方向信息，得到所述S22的障碍物的逼近速度矢量；S27、汇总其他朝向的超声收发元件在同一时段障碍物及各自的逼近速度矢量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 成都航空职业技术学院 一种无人机避障飞行方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD