[发明专利]一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法

权利要求书

1.一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过激光雷达测量距离；

(2)通过数据处理模块对激光雷达采集数据进行处理；

(3)避障控制系统根据采集数据进行避障流程。

2.根据权利要求1所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述步骤1中激光雷达为多线激光雷达，同时在两个方向以每秒8000次的扫描频率实现360°全方位扫描。

3.根据权利要求2所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述多线激光雷达测量得到数据为距离为0.1m至8m之间的二维点云数据。

4.根据权利要求1所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，还包括GPS传感器，所述GPS传感器实时获取经/纬度信息。

5.根据权利要求1所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述步骤2数据处理模块对激光雷达采集数据进行算法处理，滤掉高频信号以保障数据稳定，对时间窗口内取均值以消除误差，根据角度与距离通过三角函数推算出各物体间的距离，通过逻辑算法分辨出障碍物的准确距离得到无人机的偏移量。

6.根据权利要求5所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述步骤2包括以下分步骤：

(2.1)将本发明的无人机定义为一个四边形；

(2.2)设定无人机与障碍物的安全距离；

(2.3)利用相似原则计算出无人机在图像中的尺寸大小U'(四旋翼角分别表示为A′B′C′D′)，由相似三角形定理，其中f代表相机焦距，S代表与障碍物的距离，U代表实际W无人机的尺寸，U'代表无人机在图像中的尺寸；

(2.4)当h＝α时，在所拍摄到的图像中搜索最佳安全区域，即在图像中寻找一个尺寸为U'w*U'_h且像素值均大于β的像素模块，所述β根据α确定；

(2.5)确定无人机摄像头在图像中的位置；

(2.6)假定图像的中心为摄像头位置，以无人尺寸的宽度为宽度，以深度图的宽度为长度，形成搜索区域块，该区域块为无人机安全路径筛选范围；

(2.7)采用基于矩形块的遍历方式，对各个区域块进行遍历；

(2.8)确定无人机偏移方向以及像素距离后，计算无人机实际飞行过程中的偏移距离。

7.根据权利要求6所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述步骤2.7中具体遍历方式如下：以图像坐标系为基础，首先以d_w/2-U'_w(其中，U'_w为无人机尺寸U'的宽度)所在列为起点，将矩形块(大小为U'_h*1)往右遍历区域块，同样，以d_w/2-U'_w所在列为起点，将矩形块(大小为U'_h*1)往左遍历区域块；其次，统计存在连续U'_w个且像素值均大于θ的矩形块，记录最后一列矩形块在对应图像坐标系下的位置，即X轴下的坐标值，从左往右遍历的计为U'-r，从右往左遍历的计为Ur-1。

8.根据权利要求1所述的一种无人机多方位探测、多角度智能避障方法，其特征在于，所述步骤2.8具体计算过程包括；分别计算U_l-r、U_r-l与图像中心点所在列的差值，用像素距离p、q表示，若没有找到相应的p、q值，则无人机紧急悬停；若找到，则比较p、q大小，若pq，则往右偏；pq，则往左偏；p＝q，则直行；确定无人机偏移方向以及像素距离后，按照公式：

计算无人机实际飞行过程中的偏移距离。