[发明专利]一种飞行器自主避障系统、方法及飞行器

说明书

本发明属于飞行器技术领域，公开了一种飞行器自主避障系统、方法及飞行器，自主避障系统包括：太阳能供电模块、图像采集模块、障碍信息探测模块、中央控制模块、分析判断模块、指令生成模块、路径规划模块、稳定性分析模块、显示模块。本发明通过路径规划模块在判断所述其他飞行器与所述飞行器会相撞时，调整所述飞行规划轨迹，因此能够确保为飞行器规划安全的飞行轨迹，大大提高飞行安全性；同时，通过稳定性分析模块能够在保证预测精度的同时大幅减少计算代价，从而易于开展飞行器全飞行域动稳定性特性的定性、定量研究，获得对飞行器设计有指导意义的设计方向。

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行器自主避障系统、方法及飞行器。

背景技术

飞行器(flight vehicle)是在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械。飞行器分为3类：航空器、航天器、火箭和导弹。在大气层内飞行的称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。它们靠空气的静浮力或空气相对运动产生的空气动力升空飞行。在太空飞行的称为航天器，如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。它们在运载火箭的推动下获得必要的速度进入太空，然后依靠惯性做与天体类似的轨道运动。然而，现有飞行器自主避障系统安全性低；同时，对飞行器飞行的稳定性测试复杂、繁琐、分析误差大。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有飞行器自主避障系统安全性低；同时，对飞行器飞行的稳定性测试复杂、繁琐、分析误差大。

(2)现有技术中采集飞行器飞行前方的环境图像的过程中，在多运动目标遮挡重叠的情况下，采用传统目标跟踪算法，不能有效的提高运动目标跟踪成功率。

(3)现有技术中毫米波雷达对前方可探测距离内的障碍物进行多目标检测，获得障碍物的位置、速度以及方位信息的过程中，在工作在复杂的探测背景中，回波信号中难以避免掺杂着许多杂波成分，采用传统的算法，不能有效的消除杂波成分以虚假目标的形式遗留下来。

(4)现有技术中根据采集的图像、障碍信息进行分析判断障碍物的危险性的过程中，根据采集的图像、障碍数据信息采用传统的算法建立障碍物的危险程度的决策树，不能快速确定障碍物危险性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种飞行器自主避障系统、方法及飞行器。

本发明是这样实现的，一种飞行器自主避障方法，所述飞行器自主避障方法包括以下步骤：

步骤一，利用太阳能电池板将太阳能转化为电能为飞行器进行供电；通过图像采集模块利用光学摄像器采集飞行器飞行前方的环境图像；

步骤二，通过障碍信息探测模利用毫米波雷达对前方可探测距离内的障碍物进行多目标检测，获得障碍物的位置、速度以及方位信息；

步骤三，利用数据分析程序根据采集的图像、障碍信息进行分析判断障碍物的危险性；

步骤四，利用指令生成器根据判断结果生成航线变更指令；通过路径规划模块利用导航系统根据变更指令规划飞行器的飞行路径；

步骤五，利用分析程序对飞行器的稳定性进行分析；

步骤六，利用显示器显示采集环境图像、障碍信息、飞行路径、稳定性数据。

进一步，所述路径规划模块规划方法包括：

(1)接收航线变更指令，为所述飞行器生成飞行规划轨迹，所述飞行规划轨迹包括飞行规划路线和飞行规划高度层；

(2)在所述飞行规划高度层中有所述飞行器之外的其他飞行器飞行时，按照预设规则判断所述其他飞行器与所述飞行器是否会相撞；

(3)在判断所述其他飞行器与所述飞行器会相撞时，调整所述飞行规划轨迹，直至按照所述预设规则判断所述其他飞行器与所述飞行器不会相撞。