[发明专利]一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法

权利要求书

1.一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法，其特征在于，包括：

P1,首先判断无人机与障碍物的相对距离，将相对距离进行三个部分的划分:小于N1m，N1m到N2m，N2m到N3m三个距离范围；

P2,距离划分完成后，根据无人机与障碍物的相对速度进行危险等级的划分:

P3,然后判断无人机与地面的高度值，将该高度值H进行等级的划分；

P4：对于危险等级，需要进行步骤P3的操作；对于警示等级，需要紧急减速后进行步骤P3的操作；对于提示等级和不相关等级，不用进行第三步骤的判断，返回重新进行检测；

步骤P2具体为：当距离小于N1m，速度大于M1m/s,且预警时间小于Qs，则属于危险等级，速度小于M1m/s时，属于警示等级；

当距离N1m≤RN2m，速度大于M2m/s时,处于危险等级；当速度M1m/s≤VM2m/s时，处于警示等级，当速度小于M1m/s时，处于提示等级；

当距离N2m≤RN3m时，当速度大于M3m/s时,处于危险等级；当速度M2m/s≤VM3m/s时，处于警示等级，当速度M1m/s≤VM2m/s时，处于提示等级，当速度小于M1m/s时，处于不相关等级；

步骤P3具体为：当高度0m≤H50m，根据毫米波防撞雷达传感器进行无人机与障碍物方位角的判断，如果障碍物处于无人机的左边，则控制无人机进行右偏飞行，躲避障碍物；如果障碍物处于无人机的右边，控制无人机进行左偏飞行，躲避障碍物；如果障碍物处于无人机的正前方，则无人机爬升进行避障；

当高度H≥50m，根据毫米波防撞雷达进行无人机与障碍物方位角的判断，如果障碍物处于无人机的左边，则控制无人机进行右偏飞行，躲避障碍物，如果障碍物处于无人机的右边，控制无人机进行左偏飞行，躲避障碍物；如果障碍物处于无人机飞行的正前方，采用紧急悬停后进行折返避障；

在进行步骤P1前，数据采集层使用各个传感器对无人机飞行环境中的障碍物数据进行采集：

1)毫米波防撞雷达传感器输出数据为无人机与障碍物的相对距离R1、相对速度V1、障碍物与雷达法线之间的角度θ1；

2)超声波传感器采集无人机与障碍物的相对距离R2；

3)毫米波雷达高度表输出无人机与地面的相对高度值H1；

4)GPS/北斗定位传感器输出无人机对地的海拔高度值H2；

5)AHRS模块输出三维加速度A_x,A_y,A_z、三维角速度w_x,w_y,w_z和三维地磁场强度m_x,m_y,m_z，通过上述数据解算出无人机当前的姿态数据；

所述姿态数据，包括飞行方位角θ2、俯仰角ψ1和翻滚角

2.根据权利要求1所述一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法，其特征在于，在进行数据采集之后，数据预处理层进行异常数据处理和数据缺失补偿两个步骤；

异常数据处理的步骤为：首先在采集到的各个传感器数据中找出异常值，采用求平均移动线的方法，进行异常数据处理；设含有异常数据序列为{x_i,i＝1,2,…}，当i＝n时出现异常值，则用移动平均线x_n替代，即利用i＝n之前的N个数据取其均值计算出x_n；计算公式如下：