[发明专利]一种基于图像分析的无人机避障控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于图像分析的无人机避障控制系统，其特征在于，所述控制系统包括路径划分模块、待分析路径比较模块、路径类型分析模块和飞行模式选取模块，所述路径划分模块将无人机的该次飞行路径划分成若干段分路径，设各段分路径分别为待分析路径，所述待分析路径比较模块获取无人机的历史飞行信息，依次将历史飞行信息中的各段分路径与某个待分析路径进行比较，其中，历史飞行信息包括飞行过程中采集到的图像信息，如果存在某次历史飞行中的某段分路径与某个待分析路径相同，设该次历史飞行为无人机的该次飞行中该个待分析路径的参考飞行，参考飞行中分路径采集到的图像为该个待分析路径的参考图像，所述路径类型分析模块获取某个待分析路径的所有参考图像，并据此判断待分析路径的类型，其中，待分析路径的类型包括第一路径、第二路径，所述飞行模式选取模块用于当无人机在待分析路径上飞行时，根据无人机飞行到的待分析路径的类型确定无人机的飞行模式；

所述飞行模式选取模块包括路径类型获取模块、第一飞行模式和第二飞行模式，所述路径类型获取模块用于获取无人机飞行到的待分析路径的类型，当无人机飞行到的待分析路径为第一路径时，令第一飞行模式工作，当无人机飞行到的待分析路径为第二路径时，令第二飞行模式工作，所述第一飞行模式控制无人机以第一速度行驶，所述第二飞行模式控制无人机以第二速度行驶，其中，第二速度大于第一速度；

所述控制系统还包括避障控制模块，所述避障控制模块包括图像信息采集模块、障碍物判断模块、第一避障模式和第二避障模式，所述图像信息采集模块获取无人机前方图像信息，在检测识别到无人机前方图像信息存在障碍物时，令障碍物判断模块判断该障碍物是否为静态障碍物，如果是静态障碍物，令第一避障模式工作，否则，令第二避障模式工作，所述第一避障模式用于在检测到无人机的实时位置与静态障碍物的距离小于第一阈值时，控制无人机进行避障，所述第二避障模式用于在检测到无人机的实时位置与障碍物的距离小于第二阈值时，控制无人机进行避障，其中，第一阈值小于第二阈值；

所述路径类型分析模块包括候选障碍物选取模块、障碍指数统计模块、关联指数计算模块、障碍物分类模块、距离计算模块和距离比较模块，所述候选障碍物选取模块获取该个待分析路径所有的参考飞行中的参考图像，分别识别各个参考图像中各个障碍物的位置，设参考图像中识别到的障碍物为候选障碍物，所述障碍指数统计模块在某次参考飞行中的参考图像中识别出障碍物时，那么该个障碍物为该次参考飞行的关联障碍物，该个障碍物的障碍指数加1，其中，某个障碍物的障碍指数初始值为0，所述关联指数计算模块计算某个候选障碍物的关联指数P＝m/k，其中，m为该个候选障碍物的障碍指数，k为该个待分析路径的参考飞行的个数，所述障碍物分类模块将某个候选障碍物的关联指数与关联阈值进行比较，如果某个候选障碍物的关联指数大于等于关联阈值，那么标记该障碍物为静态状态物，否则，该候选障碍物为动态障碍物，所述距离计算模块用于在待分析路径的地图上标记各个动态障碍物的位置，分别计算两两动态障碍物的之间的距离的和的平均值，所述距离比较模块将待分析路径所对应的平均值与距离阈值进行比较，在平均值大于距离阈值时，该个待分析路径为第一路径，在平均值小于等于距离阈值时，该个待分析路径为第二路径。

2.一种基于图像分析的无人机避障控制方法，其特征在于：所述避障控制方法包括以下步骤：

将无人机的该次飞行路径划分成若干段分路径，设各段分路径分别为待分析路径，

获取无人机的历史飞行信息，依次将历史飞行中的各段分路径与某个待分析路径进行比较，

如果存在某次历史飞行中的某段分路径与某个待分析路径相同，设该次历史飞行为无人机的该次飞行中该个待分析路径的参考飞行，参考飞行中分路径采集到的图像为该个待分析路径的参考图像，

获取某个待分析路径的所有参考图像，并据此判断该个待分析路径的类型，其中，待分析路径的类型包括第一路径还是第二路径，

当无人机在待分析路径上飞行时，根据无人机飞行到的待分析路径的类型确定无人机的飞行模式；

根据无人机飞行到的待分析路径的类型确定无人机的飞行模式包括：

当无人机飞行到的待分析路径为第一路径时，控制无人机以第一速度行驶，

当无人机飞行到的待分析路径为第二路径时，控制无人机以第二速度行驶，

其中，第二速度大于第一速度；

所述当无人机在待分析路径上飞行时还包括：

获取无人机前方图像信息，如果检测识别到无人机前方图像信息存在障碍物时，

判断该障碍物是否为静态障碍物，

如果该障碍物为静态障碍物，在检测到无人机的实时位置与静态障碍物的距离小于第一阈值时，控制无人机进行避障，

否则，在检测到无人机的实时位置与障碍物的距离小于第二阈值时，控制无人机进行避障，其中，第一阈值小于第二阈值；

所述判断该个待分析路径为第一路径还是第二路径包括：

获取该个待分析路径所有的参考飞行中的参考图像，分别识别各个参考图像中各个障碍物的位置，设参考图像中识别到的障碍物为候选障碍物，其中，如果某次参考飞行中的参考图像中识别出某个障碍物，那么该个障碍物为该次参考飞行的关联障碍物，该个障碍物的障碍指数加1，其中，某个障碍物的障碍指数初始值为0，

那么计算某个候选障碍物的关联指数P＝m/k，其中，m为该个候选障碍物的障碍指数，k为该个待分析路径的参考飞行的个数，如果某个候选障碍物的关联指数大于等于关联阈值，那么标记该障碍物为静态状态物；

否则，该候选障碍物为动态障碍物，

在待分析路径的地图上标记各个动态障碍物的位置，分别计算两两动态障碍物的之间的距离的和的平均值，

如果平均值大于距离阈值，那么该个待分析路径为第一路径，

否则，该个待分析路径为第二路径。