[发明专利]一种应用于无人机的避障系统及其操控方法

说明书

本发明涉及提供了一种应用于无人机的避障系统及其操控方法，该系统包括红外热成像仪、云台机构、GPS模块和MCU控制模块；红外热成像仪装载在所述云台机构上，显示用于热源测距的热红外图像以及无人机周边的温度信息，若检测到高温环境，传给MCU控制模块，MCU控制模块通过GPS模块对无人机周边的热源进行定位，获取热源位置和无人机位置间的距离信息，通过与安全距离判断，发送重构控制信号到无人机的飞行控制器，飞行控制器根据控制信号选择飞行方向，实现无人机在高温环境中避高温功能。本发明使得无人机在高空作业的状态下，能够应对火场突发状况，适应环境变化，降低恶劣环境对无人机系统的影响，有效的保障了无人机系统安全。

技术领域

本发明涉及自控技术领域，尤其涉及一种应用于无人机的避障系统及其操控方法。

背景技术

无人机在城市高层火灾现场的侦查、救援任务中具有很强的优势。由于火灾现场处于高温恶劣环境且多变，为了保证消防无人机正常的工作，必须保证消防无人机能够根据现场现场温度变化快速做出反应以免造成无人机系统损坏。常规的避障系统多采用图像采集传感器、超声波传感器等结合无人机规划算法，如动态规划法、Voronoi图算法、益群算法、遗传算法等使得无人机能够规避障碍物自主规划航线。但其未考虑火场高温多变恶劣环境，以及突发性爆炸所产生的高温气流对消防无人机系统造成恶性影响的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种应用于无人机的避障系统及其操控方法，使得消防无人机在高空作业的状态下，能够应对火场突发状况，适应环境变化，降低恶劣环境对无人机系统的影响。有效的保障了无人机系统安全。

本发明提供一种应用于无人机的避障系统，其改进之处在于：所述系统包括红外热成像仪、云台机构、GPS模块和MCU控制模块；

所述红外热成像仪装载在所述云台机构上，显示用于热源测距的热红外图像以及无人机周边的温度信息，若检测到高温环境，传给所述MCU控制模块，所述MCU控制模块通过所述GPS模块对无人机周边的热源进行定位，获取热源位置和无人机位置间的距离信息，通过与安全距离判断，发送重构控制信号到无人机的飞行控制器，所述飞行控制器根据控制信号选择飞行方向，实现无人机在高温环境中避高温功能。

其中，所述飞行控制器采用异构双余度惯性测量单元作为核心传感器设备。

其中，所述云台机构配有摄像头，用于将所述无人机周边的环境传回所述MCU控制模块。

其中，所述MCU控制模块包括存储模块、安全位置判断模块和显示模块；

所述存储模块用于将红外热成像仪显示的高温环境的图像进行存储；

所述安全位置判断模块用于判断所述热源位置和无人机位置间的距离信息是否小于所述安全距离；

所述显示模块用于将云台机构上摄像头传回的图像进行显示。

其中，所述MCU控制模块包括STM32单片机。

本发明基于上述无人机的避障系统的操控方法，其改进之处在于：包括如权利要求1-5任一项所述的避障系统，操控方法包括如下步骤：

(1)所述红外热成像仪装载在所述云台机构上；

(2)所述红外热成像仪显示用于热源测距的热红外图像和无人机周边的温度信息，判断是否有高温环境，若有则进行下一步，否则继续拍摄；

(3)所述红外热成像仪将高温环境的图像信息和温度信息传给所述MCU控制模块；

(4)所述MCU控制模块通过所述GPS模块对无人机周边的热源进行定位，获取热源位置和无人机位置间的距离信息；

(5)所述MCU控制模块将热源位置和无人机位置间的距离与安全距离判断，发送重构控制信号到所述飞行控制器；