[发明专利]一种基于毫米波雷达的无人机避障方法

说明书

本发明适用于自动化控制技术改进领域，提供了一种基于毫米波雷达的无人机避障方法，所述无人机避障方法，利用多个毫米波雷达探测，将信号转化为障碍物所在位置坐标输入建立好的局部地图内，通过地图数据的概率统计法确定障碍物所在位置并提前减速；重新规划避障路线，控制所述植保无人机按照该路径避开障碍物并返回航线继续作业。利用雷达反馈检测障碍物，建立避障路线，有效的提高了飞行速度，解除了人为操控避开障碍物，提高了作业效率，增加了夜晚作业的工作效率。

技术领域

本发明属于自动化控制技术改进领域，尤其涉及一种基于毫米波雷达的无人机避障方法。

背景技术

随着农业自动化技术的快速发展，植保无人机在农作物洒药领域得到了广泛的应用。植保无人机的实际农田作业环境非常复杂，电线杆、树、人、动物、地势差等都会成为无人机飞行过程中的障碍物，特别是农田中常见的电线杆，提高了无人机炸机的风险。为了避开障碍物，要求用户在规划航线时有意地避开地图中的障碍物，这容易导致地图分块，增加工作量，降低了无人机的作业效率。特别是在障碍物位置未知的情况下，航线无法准确、可靠地规划，导致无人机无法作业。

现有技术中，基于图像的自主避障方法是在摄像头识别到障碍物时进行悬停并避开障碍物。该类方案无法完全克服夜晚低光飞行对摄像头成像的影响，只能降低速度飞行，导致夜间作业效率降低。基于雷达的自主避障方法则遇到障碍物物后悬停，无法继续自主飞行，必须依赖人为操控避开障碍物，作业效率大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于毫米波雷达的无人机避障方法，旨在解决的问题。

本发明是这样实现的，一种基于毫米波雷达的无人机避障方法，所述无人机避障方法包括以下步骤：

S1、用户通过地面站设置无人机作业区域并自动生成作业航线；

S2、通过毫米波雷达获取当前环境中障碍物与自动飞行作业中无人机的距离信息和角度信息并以无人机为中心建立局部栅格地图；

S3、根据获取的距离和角度信息计算障碍物与无人机的相对位置并依据RTK模块给出的飞行坐标计算障碍物的绝对坐标；

S4、根据无人机的实时位置获取的障碍物的绝对坐标映射在以实时无人机为中心的局部栅格地图上；

S5、以无人机为中心螺旋式搜索障碍物坐标点是否大于预设值，如大于等于预设值，则将障碍物置于备选区并执行下一步；如小于预设值。则删除该信息；

S6、根据无人机既定作业航线判断当前障碍物是否影响当前航线飞行，如是，则根据航线方向计算无人机与障碍物之间的位置信息生成避障线路航行并执行下一步，如否，则继续航行工作；

S7、判断无人机是否避开所述当前障碍物，如是，则返回原作业航线继续工作并执行步骤S5，如否，则继续航形并执行步骤S7。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S4中还包括以下步骤：

S41、判断毫米波雷达反馈的每个数据信息是否真实有效，如有效，则将有效数据映射在栅格地图上，如否，则对当前数据不做任何处理。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S5中还包括以下步骤：

S51、根据障碍物的优先级指标筛选出对无人接航线影响最大的障碍物。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S2中的采用多个毫米波雷达组合进行探测，在无人机左右两侧倾斜一定角度安装宽波束毫米波雷达覆盖两侧区域，在无人机前方安装窄波束毫米波雷达检测无人机前方高风险区域。

本发明的进一步技术方案是：所述窄波束毫米波雷达进行远距离检测并指示无人机减速，所述宽波束毫米波雷达对两侧重叠区负责高位区域的数据冗余检测并对两侧区域远距离探测及近距离障碍物精确定位。