[发明专利]无人机多距离避障方法及避障系统

说明书

本发明涉及飞行器技术领域，具体提供了无人机多距离障碍躲避方法及避障系统，首先设定无人机飞行路径，然后获取无人机飞行空域中的多个距离等级上的障碍物信息，并实时获取无人机的当前飞行状态信息，再根据障碍物信息和当前飞行状态信息制定飞行避障计划，最后无人机根据飞行避障计划执行避障飞行。本发明并行运用多种避障的机制，特别是对于飞行路径上存在的建筑物等大型障碍物，以及中等距离范围内的移动性障碍物，均可以实现预测性的规避，充分弥补了单纯依靠近距离避障机制带来的不足。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及无人机多距离避障方法及避障系统。

背景技术

无人机在空中飞行，需要躲避飞行路径上的障碍物，避免撞机带来的人身和财产损失，特别是如跟随式自拍无人机等的低高度飞行无人机，其在飞行路径上面临的障碍物更多，情况更复杂，对避障的要求更高。

在现有技术中，无人机的避障问题考虑的主要是近距离避障。对于近距离避障，无人机机身上会安装红外、超声反射等各种类型的距离检测仪，检测无人机一定距离范围内是否存在其他物体；如果一定距离(如1米)范围内出现了障碍物，则无人机自动停止前进，转为悬停飞行，或者是改变无人机的飞行方向。例如，中国专利文献CN106940565A用红外线检测障碍物，根据检测结果，由控制器输出障碍物信息至无人机的飞行控制中心，飞行控制中心对无人机的飞行方向进行调整。

但是，近距离避障的反应时间有限；而且如果障碍物本身也是移动的，即便无人机停下或者临时调整方向，由于距离障碍物已经比较近，也仍然存在碰撞的可能性，可见只采用近距离避障效果不理想，特别是对于移动性障碍物不是很有效。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了无人机多距离避障方法以及避障系统。本发明针对可能影响无人机飞行的近距离障碍物、中距离障碍物、远距离障碍物，并行运用多种避障的机制，均可以有效应对。特别是对于飞行路径上存在的建筑物等大型障碍物，以及中等距离范围内的移动性障碍物，均可以实现预测性的规避，充分弥补了单纯依靠近距离避障机制带来的不足。

首先，本发明提供了一种无人机多距离避障方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定无人机飞行路径；

实时获取无人机的当前飞行状态信息；

获取无人机飞行空域中的多个距离等级上的障碍物信息；

根据所述多个距离等级上的障碍物信息和所述当前飞行状态信息制定飞行避障计划；

控制所述无人机根据所述飞行避障计划执行避障飞行。

上述技术方案中优选的是，所述当前飞行状态信息至少包括无人机实时位置信息、飞行方向、飞行高度和飞行速度。

上述技术方案中优选的是，设定无人机飞行路径包括：

操控者在无人机起飞前预先设定规划飞行路径，使无人机自动沿所述规划飞行路径飞行；或

操控者控制无人机的飞行路径，无人机实时获取操控者未改变飞行方向的连续时长，若时长超过预定时间长度则无人机根据当前飞行方向制定预判飞行路径，使无人机自动沿所述预判飞行路径飞行。

上述技术方案中优选的是，获取无人机飞行空域中远距离等级的障碍物信息包括：

所述无人机从存储于其内部的离线地图数据和/或从实时连接的网络地图数据中获取以无人机为圆心一定距离范围内存在的目标，确定目标占据的空间范围；判断所述目标的空间范围与无人机飞行的规划飞行路径或者预判飞行路径，是否存在重合；如果存在重合，则判断该目标属于远距离障碍物；获取远距离障碍物的位置、高度，以及远距离障碍物和无人机当前位置之间的距离，作为所述障碍物信息。

上述技术方案中优选的是，获取无人机飞行空域中的中距离等级的障碍物信息还包括：