[发明专利]无人机与障碍物之间的数据融合方法

说明书

无人机与障碍物之间的数据融合方法，其特征在于，包括：数据融合层对各个传感器采集到的数据进行处理：毫米波雷达传感器输出数据为无人机与障碍物的相对距离R1、相对速度V1、障碍物与雷达法线之间的角度，包括方位角θ1与俯仰角ψ1；超声波雷达传感器输入无人机与障碍物的相对距离R2；双目视觉传感器输出物体面积S、方位角θ2以及相对距离R3；雷达高度传感器输出无人机与地面的高度值R4；本申请数据融合是把在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部环境的不完整数据加以综合，消除传感器间可能存在的冗余和矛盾的数据，加以互补，降低其不确定性。

技术领域

本发明属于无人机避障技术领域，尤其涉及一种无人机与障碍物之间的数据融合方法。

背景技术

近年来无人机技术已快速成为国内外研究开发的一个新热点，而且由于无人机具有高机动性、操作灵活、成本低、影像实时传输以及高分辨率等特点，使得无人机被应用到了社会各个领域，如灾害救援、电力巡检、林业防火、农业喷洒、植被保护、航拍摄影等。

在灾后救援现场，由于传统手段存在很多的局限性，无人机技术得到了逐渐发展。灾后救援无人机主要是在灾害事件发生后，对于环境恶劣、无法及时了解现场状况以及救援紧急的情况下，可以以最快、最便捷的手段，从空中观察干预救援现场。无人机通过高清摄像头将灾后现场的情况进行拍摄以及录制，然后将采集到的实时现场航拍数据回传。将无人机应用到灾后救援，不仅可以避免飞行人员的人身安全，还可以为救援人员在第一时间查看到灾害现场情况，安排灾后救治等工作。

由于灾后现场环境复杂未知，对于无人机在实现灾后拍摄以及录制中，可能会导致无人机发生碰撞等情况，造成无人机损坏，耽误现场救灾情况的快速了解，因此就需要在进行灾后救援过程中，保证无人机的飞行安全。

发明内容

本发明提出了一种无人机与障碍物之间的数据融合方法，数据融合是把在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部环境的不完整数据加以综合，消除传感器间可能存在的冗余和矛盾的数据，加以互补，降低其不确定性，以形成对系统环境的相对完整一致的感知描述，从而提高智能系统的决策、规划、反映的快速性和正确性，降低决策风险。

本发明提供了一种无人机与障碍物之间的数据融合方法，包括：数据融合层对各个传感器采集到的数据进行处理：

1)毫米波雷达传感器输出数据为无人机与障碍物的相对距离R1、相对速度V1、障碍物与雷达法线之间的角度，包括方位角θ1与俯仰角ψ1；

2)超声波雷达传感器输入无人机与障碍物的相对距离R2；

3)双目视觉传感器输出物体面积S、方位角θ2以及相对距离R3；

4)雷达高度传感器输出无人机与地面的高度值R4；

5)GPS/北斗定位传感器输出时间T，定位状态S，A为定位，V为未定位，北纬N或南纬S，东经经度E或西经经度W，无人机速度V2；

6)AHRS模块输出三维加速度A_x,A_y,A_z、三维角速度w_x,w_y,w_z和三维地磁场强度m_x,m_y,m_z，通过这些数据解算出无人机当前的姿态数据。

进一步的，所述的姿态数据，包括：飞行方位角θ3、俯仰角ψ2和翻滚角具体为：

进一步的，特征层进行无人机与障碍物相对距离的数据融合、无人机与地面相对高度的数据融合，无人机与障碍物的相对速度的数据融合以及获取障碍物的大小、形状等属性特征。

进一步的，无人机与障碍物相对距离的数据融合根据距离范围进行处理：