[发明专利]一种无人艇避障方法在审
申请号: | 201910816829.1 | 申请日: | 2019-08-30 |
公开(公告)号: | CN110580045A | 公开(公告)日: | 2019-12-17 |
发明(设计)人: | 高晓川 | 申请(专利权)人: | 安徽科微智能科技有限公司 |
主分类号: | G05D1/02 | 分类号: | G05D1/02 |
代理公司: | 34115 合肥天明专利事务所(普通合伙) | 代理人: | 娄岳 |
地址: | 230088 安徽省合肥市高新*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 障碍物 避障 障碍物信息 校正 点云数据 膨胀处理 数据校正 速度信息 时间片 数据点 跟踪 构建 颠簸 扫描 测量 虚拟 保存 记录 | ||
1.一种无人艇避障方法,其特征在于,包括如下步骤:
扫描无人艇周围获取点云数据,对数据校正,根据校正后数据点的距离、方位和无人艇的姿态角度生成微地图;
获取微地图并对微地图中的障碍物进行膨胀处理,获取微地图中障碍物的位置和大小;
对障碍物进行识别和跟踪获取障碍物的速度信息,并构建和保存障碍物信息;
根据障碍物信息以及无人艇位置、速度和姿态角度生成局部避障策略;
根据避障策略得出无人艇下一时刻的虚拟航点和时间片,控制无人艇航行。
2.根据权利要求1所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述姿态角度包括偏航角、俯仰角和横滚角。
3.根据权利要求2所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述对数据校正,根据校正后数据点的距离、方位和无人艇的姿态角度生成微地图的具体方法为:
获取数据点的距离、方位,以及无人艇的姿态角度;
根据数据点相对于无人艇的方位和无人艇的偏航角确定数据点映射到微地图中相对无人艇的方位;
根据无人艇的俯仰角、横滚角以及数据点的距离,计算数据点的俯仰角、横滚角在水面上的映射位置,对障碍物与无人艇之间的距离进行校正;
结合校正后数据点的距离、方位和无人艇的偏航角生成微地图。
4.根据权利要求1所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述对微地图中的障碍物进行膨胀处理,获取微地图中障碍物的位置和大小的具体方法为:
S1、对微地图中的障碍物统一扩大相同的阈值;
S2、对膨胀处理后的障碍物求连通域,将微地图中距离近的不同物体视为同一个障碍物;距离远的不同物体视为不同障碍物;
S3、获取连通域后微地图中障碍物的经纬度和大小。
5.根据权利要求1所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述对障碍物进行识别和跟踪获取障碍物的速度信息,并构建和保存障碍物信息的具体方法为:
对障碍物进行卡尔曼滤波,评估下一时刻该障碍物可能出现的位置;
通过障碍物与评估下一时刻该位置可能出现的障碍物之间的距离判断是否为同一个障碍物,得出障碍物生存状态并记录;
检测下一时刻障碍物实际出现的位置,并将其与评估下一时刻该障碍物可能出现的位置进行判断,得出障碍物生存状态并记录;
根据障碍物生存状态计算其运行速度;
获取障碍物的生存状态、位置、大小和速度,生成障碍物信息并保存。
6.根据权利要求1所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述根据障碍物信息以及无人艇位置、速度和姿态角度生成局部避障策略的具体方法为:
根据障碍物信息设计避障范围的上限和下限;
根据无人艇的位置、速度、姿态角度和避障范围的上限、下限控制无人艇正常航行、避障绕行或者紧急制动;
根据障碍物信息以及无人艇位置、速度和姿态角度计算和选出最优的无人艇下一时刻的速度和方向。
7.根据权利要求1所述的无人艇避障方法,其特征在于,所述根据避障策略得出无人艇下一时刻的虚拟航点和时间片,控制无人艇航行的具体方法为:将最优的无人艇下一时刻的速度和方向转化为虚拟航点和时间片,控制无人艇在时间片规定的时间内向临时虚拟航点航行。
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