[发明专利]基于光学和声学系统的载运工具导航系统、方法、设备及可读存储介质

说明书

本发明公开的一种基于光学和声学系统的载运工具导航系统、方法、设备及可读存储介质，通过光学系统、声学系统和定位系统的结合，定位系统获取载运工具和目标点的位置，进而规划导航路线，由于光学系统的检测距离远远大于声学系统，因此采用光学系统检测导航路线上远距离障碍物，根据远距离的障碍物对导航路线进行更新，同时采用声学系统对更新的导航路线的近距离的障碍物进行检测，并控制载运工具进行避障；该方法将光学系统和声学系统向结合，互相弥补测量盲区，解决了声学系统和光学系统各自的检测时的弊端，使载运工具运动过程中及时调整、更新导航路线，准确避开障碍物，从而使载运工具更加高效、快速地到达目标位置。

技术领域

本发明属于载运工具导航领域，特别涉及基于光学和声学系统的载运工具导航系统、方法、设备及可读存储介质。

背景技术

载运工具，如无人机、载人飞行器、车辆、船等，在监视、侦察等任务中发挥着重要作用。在诸如低空城市侦察等情况下，无人机可能遇到固定或移动的大小障碍物，并且障碍物位置未预先知晓。目前各种障碍物检测方法中使用的激光传感器精度不高；视觉传感器需要的算法计算量大且不能检测透明障碍物，受光照强度影响大；红外传感器受环境影响大，测量不精确；声波传感器作用距离较短。

载运工具无法胜任在任何环境下都能够有效进行避障，不同测量传感器有不同的优缺点，将互补的不同传感器联合使用，能够克服单个传感器测量方法的缺陷，增强整体的适用性，因此迫切需要发展一种这样的导航系统及方法

发明内容

针对现有载运工具的障碍物检测装置受到环境和自身性能的影响，导致载运工具无法在任何环境下都能够有效进行避障的问题，本发明提供了一种基于光学和声学系统的载运工具导航系统及方法，采用光学和声学等多种系统检测不同类型障碍物，能够在载运工具运动过程中及时调整、更新导航路线，准确避开障碍物，从而使载运工具更加高效、快速地到达目标位置。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于光学和声学系统的载运工具导航方法，包括以下步骤：

步骤1、根据载运工具的位置和目标点位置，规划载运工具的导航路线；

步骤2、载运工具的光学系统实时检测导航路线中的障碍物信息，根据障碍物信息对导航路线进行实时更新，载运工具根据更新后的导航路线向目标点行进；

步骤3、载运工具的声学系统实时检测更新后的导航路线上的障碍物信息；

步骤4、根据步骤3检测到的障碍物的信息，并结合载运工具的位置信息，生成避障指令；

步骤5、载运工具根据避障指令进行避障，避障后回到更新后的导航路线继续向目标点行进；

步骤6、重复步骤2-5，直至载运工具到达目标点位置。

优选的，步骤1中通过GPS收发器获取载运工具和目标点的位置。

优选的，步骤2中光学系统采用三维重建技术识别光学视场内的障碍物。

优选的，步骤3中声学系统采用波束形成技术识别声学视场内的障碍物。

优选的，步骤2和3中所述障碍物信息包括障碍物的形状、大小、距离及运动数据。

本发明还提供了上述基于光学和声学系统的载运工具导航方法的导航系统，包括光学系统、声学系统、定位系统和控制系统；

所述光学系统和声学系统，均用于检测导航路线中的障碍物信息；

所述定位系统，用于获取载运工具的位置信息；

所述控制系统，用于根据障碍物信息和载运工具的位置信息，优化导航路线，并控制载运工具沿导航路线行驶。

优选的，所述光学系统包括至少一个红外传感器；