[发明专利]无人机避障控制系统、避障控制方法和无人机

说明书

本发明涉及一种无人机避障控制系统、避障控制方法和无人机。该无人机避障控制系统包括：嵌入式单目视觉测距单元；超声波测距单元；融合处理器，根据在飞行方向上的视觉测距信息和超声波测距信息获得修正距离；飞行控制器，将修正距离与第一安全阈值距离进行比较；若修正距离小于第一安全阈值距离，获取与障碍的视觉测距信息；当与飞行方向上的障碍的距离小于第二安全阈值距离时，则获取与飞行方向上的以及与其他方向上的障碍的超声波测距信息；根据与飞行方向和其他方向上的障碍的距离进行避障飞行。本发明的技术方案可以保证避障能够成功的同时，可以保障无人机飞行过程中尽可能沿着预定的航线飞行，而不是过多的偏离航线。

技术领域

本发明涉及无人飞行器技术领域，具体而言，涉及一种无人机避障控制系统、避障控制方法和无人机。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，多旋翼飞行器以其机械结构简单、机动性好、悬停凝视、定点悬拍、垂直起降等优点，己成为当前许多国家或科研机构的研究热点，在军事和民用多个领域也都有广阔的应用前景。然而，随着无人机民用化的持续加速，面对复杂的场景和成本控制要求，越来越多的安全问题体现了出来，无人机撞机事件屡见不鲜，有效提高无人机的安全性己迫在眉睫。

无人机自主避障系统能够有效的避免撞机伤人，减少损失。所谓无人机自主避障功能，就是无人机飞行器在飞行的过程中遇到障碍物的时候，通过自动提前识别、有效规避障碍物，达到安全飞行的效果，就目前而言，主流的多旋翼无人机避障系统主要有三种，分别是超声波、TOF以及相对更加复杂的由多种测距方法和视觉图像处理组成的复合型方法，但无论哪种方法都仅仅针对特定的飞行控制系统，在不了解飞控系统软硬件架构的情况下，面对声波、光波等等外界干扰因素，现有的避障系统不具备良好的适配性，有一定局限性。

另外，由于目前的无人机普遍采用电池的方式供电，故降低功耗节约用电从而提高无人机的续航能力至关重要。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种新的无人机避障控制系统、避障控制方法和无人机。

本发明的一个实施方式提供一种无人机避障控制系统，包括：

嵌入式单目视觉测距单元，用于获取飞行方向上的视觉测距信息；

超声波测距单元，用于获取所述飞行方向上的超声波测距信息和其他方向上的超声波测距信息；

融合处理器，根据在飞行方向上的所述视觉测距信息和所述超声波测距信息，利用多维信息融合法进行数据融合以获得与所述飞行方向上的障碍的修正距离；

飞行控制器，将所述修正距离与第一安全阈值距离进行比较；

若所述修正距离小于所述第一安全阈值距离，获取由所述嵌入式单目视觉测距单元测得的与所述飞行方向上的障碍的距离；

当与所述飞行方向上的障碍的距离小于第二安全阈值距离时，则获取由所述超声波测距单元测得的与所述飞行方向上的障碍的距离以及与其他方向上的障碍的距离；

根据与所述飞行方向上的障碍的距离以及与其他方向上的障碍的距离使无人机进行避障飞行。

在上述的无人机避障控制系统中，所述嵌入式单目视觉测距单元包括单目摄像头和现场可编程门阵列视觉处理器。

在上述的无人机避障控制系统中，所述超声波测距单元包括用于测量无人机四周的距离的四个超声波传感器以及一个用于测量无人机下方的距离的超声波传感器，所述用于测量无人机四周的距离的四个超声波传感器在水平面内均匀分布，并且所述单目摄像头的拍摄方向与所述用于测量无人机四周的距离的四个超声波传感器中的一个的测量方向一致。

在上述的无人机避障控制系统中，在所述修正距离小于所述第一安全阈值距离时，所述飞行控制器使所述无人机的速度降低。