[发明专利]一种基于毫米波雷达的无人机避障系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于毫米波雷达的无人机避障系统及方法,包括避障模块、数据转发模块和无人机飞控系统中的策略响应控制模块；所述避障模块包括数据采集子模块和数据处理子模块，所述数据采集子模块用于对无人机周围进行全向的雷达探测，并将探测结果传输给数据处理子模块；所述数据处理子模块对接收到的信息进行处理，得到各个方向距离无人机最近的障碍物距离和方位，并通过数据转发模块传输给无人机飞控系统中的策略响应控制模块；所述策略响应控制模块，用于根据各个方向距离无人机最近的障碍物距离和方位，进行碰撞风险预警或紧急制动。本发明通过探测障碍物信息，进行碰撞风险预警或紧急制动，有效提高了无人机的飞行安全。

技术领域

本发明涉及无人机技术，特别是涉及一种基于毫米波雷达的无人机避障系统及方法。

背景技术

传统输电线路巡检无人机是由人工直接操控，由于天气、地形、视觉误差等等原因容易造成无人机与输电线路或周围环境发生碰撞，在精细化巡检作业过程中，对飞行操控手的要求非常高，长时间集中注意力造成较大的巡检负担并产生隐藏安全隐患问题。

因此，通过开发风险预警、紧急悬停、智能避障等功能来提高飞行过程中的安全性，降低对飞行操控手的技术要求，缓解巡检作业的紧张气氛，对于无人机巡检有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于毫米波雷达的无人机避障系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于毫米波雷达的无人机避障系统，包括避障模块、数据转发模块和无人机飞控系统中的策略响应控制模块；

所述避障模块包括数据采集子模块和数据处理子模块，所述数据采集子模块用于对无人机周围进行全向的雷达探测，并将探测结果传输给数据处理子模块；所述数据处理子模块对接收到的信息进行处理，得到各个方向距离无人机最近的障碍物距离和方位，并通过数据转发模块传输给无人机飞控系统中的策略响应控制模块；

所述策略响应控制模块，用于根据各个方向距离无人机最近的障碍物距离和方位，进行碰撞风险预警或紧急制动。

优选地，所述数据采集子模块包括ARM处理器和的四个毫米波雷达探测器；每个毫米波雷达探测器的水平探测角度均大于90°，所述四个毫米波雷达探测器分布于不同的方向，完成无人机周围的360°的全向覆盖；所述ARM处理器通过串口接收各个毫米波雷达探测器的数据，并传输给数据处理子模块。

所述的毫米波雷达探测器的探测频率为100Hz，即每秒输出100次探测数据；每个毫米波雷达探测器输出的探测数据中包含3个障碍物的信息，每个障碍物信息均包括与无人机的距离、与无人机的方位角以及对应的信噪比。

优选地，所述数据处理子模块包括：

滤波处理单元对每一个毫米波雷达探测器输出的信息进行滤波处理，得到各个毫米波雷达探测器探测方向上，障碍物距离无人机的距离和方位角；

数据传输单元，用于将滤波处理单元得到的信息通过数据转发模块传输给无人机飞控系统中的策略响应控制模块。

所述的一种基于毫米波雷达的无人机避障系统的避障方法，包括以下步骤：

S1.数据采集子模块中的四个毫米波雷达探测器分别对无人机周围的不同方向进行毫米波雷达探测，并将探测数据经ARM处理器传输给数据处理模块；

S2.数据处理模块对每一个毫米波雷达探测器输出的信息进行滤波处理，得到各个毫米波雷达探测器探测方向上，障碍物距离无人机的距离和方位角；

S3.数据处理模块将滤波处理得到的信息通过数据转发模块传输给无人机飞控系统中的策略响应控制模块；

S4.无人机飞控系统中的策略响应控制模块根据各个方向距离无人机最近的障碍物距离和方位，进行碰撞风险预警或紧急制动。