[发明专利]一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法

说明书

一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法，包括：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；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: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；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。本发明可以更好地实现灾后救援旋翼无人机对灾后救援现场复杂环境的感知，获得更加准确的障碍物数据信息，做出更准确的避障决策以及做出避障控制。

技术领域

本发明属于无人机避障技术领域，尤其涉及一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法。

背景技术

农业植保无人机在美国、俄罗斯、日本等国运用的非常普遍，技术也十分先进，然而中国作为农业大国，18亿亩基本农田，农业植保无人机却尚未得到普及。但是，我国的农业植保无人机市场正值上升阶段，正因为尚未普及所以市场大有作为。中国每年需要大量的人员从事农业植保作业，而我国每年农药中毒人数有10万之众，同时，农村青壮年劳动力逐渐稀缺，人力成本日益增加。植保无人机则可远距离遥控操作，避免了喷洒作业人员暴露于农药的危险，保障了喷洒作业的安全。

植保无人机，是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台、GPS飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。植保无人机采用高效无刷电机作为动力，机身振动小，可以搭载精密仪器，喷洒农药等更加精准；同时，植被地形要求低，作业不受海拔限制；植保无人机起飞调校短、效率高、出勤率高；植保无人机具有环保，无废气，符合国家节能环保和绿色有机农业发展要求。

植保无人机不断普及，开始走进普通老百姓的生活。但是植保无人机由于没有采用相关的防碰撞防护，导致植保无人机在作业过程中，增加了很多的限制，如作业田块周界10米范围内要求无人员居住的房舍，作业田块周界10米范围内无防护林、高压线塔、电杆等障碍物，作业田块中间无影响飞行安全的障碍物或影响飞行视线的障碍物，作物高度应低于操作人员的视线，操作人员能够观察到飞机飞行姿态等要求，这些限制将会使得植保无人机的使用受到一定的地域限制，不利于植保无人机的全面普及。

发明内容

本发明提供了一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法，根据无人机与障碍物的相对距离、无人机与障碍物的相对速度、无人机与地面的高度进行相应的控制。

本申请的技术方案是：一种控制单旋翼植保无人机避障飞行的方法，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。

进一步的，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；