[发明专利]一种基于目标跟踪的无人机避障方法、装置及无人机

权利要求书

1.一种基于目标跟踪的无人机避障方法，其特征在于，所述方法包括：

确定无人机的预期前向速度，所述预期前向速度用于使所述无人机与目标保持初始水平距离；

获取所述无人机前方环境的深度图，并根据所述深度图，确定以所述无人机为中心的栅格地图；

根据所述栅格地图，确定所述无人机的最优飞行方向以及所述无人机与障碍物的最小距离；

根据所述最小距离，计算所述无人机的最大前向速度；

根据所述最大前向速度和所述预期前向速度，确定最优前向速度；

根据所述最优前向速度和所述最优飞行方向，确定最优侧向速度；控制所述无人机以最优飞行速度沿所述最优飞行方向飞行，以躲避所述无人机前方环境的障碍物，其中，所述最优飞行速度包括所述最优前向速度与所述最优侧向速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定无人机的预期前向速度，包括：

获取所述无人机与所述目标的初始水平距离；

确定所述无人机与所述目标的当前水平距离；

基于所述初始水平距离，对所述当前水平距离进行PID调节，以确定所述无人机的所述预期前向速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机包括云台，所述方法还包括：

控制所述云台的中心对准所述目标；则，

所述确定所述无人机与所述目标的当前水平距离，包括：

获取所述云台的当前对地高度和当前俯仰角；

根据所述当前对地高度以及所述当前俯仰角确定所述无人机与所述目标的当前水平距离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述无人机的当前前向速度；则，

所述根据所述栅格地图，确定所述无人机的最优飞行方向以及所述无人机与障碍物的最小距离，包括：

根据所述当前前向速度和所述预期前向速度，在所述栅格地图中确定障碍物检测区域；

在所述障碍物检测区域中，确定所述无人机的最优飞行方向以及所述无人机与障碍物的最小距离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前前向速度和所述预期前向速度，在所述栅格地图中确定障碍物检测区域，包括：

比较所述当前前向速度和所述预期前向速度；

若所述当前前向速度小于所述预期前向速度，则根据所述预期前向速度在所述栅格地图中确定所述障碍物检测区域；

若所述当前前向速度大于所述预期前向速度，则根据所述当前前向速度在所述栅格地图中确定 所述障碍物检测区域。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

当根据所述预期前向速度在所述栅格地图中确定障碍物检测区域时，所述预期前向速度越大，所述障碍物检测区域越大；

当根据所述当前前向速度在所述栅格地图中确定障碍物检测区域时，所述当前前向速度越大，所述障碍物检测区域越大。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述障碍物检测区域中，确定所述无人机的最优飞行方向，包括：

在所述障碍物检测区域中，确定所述无人机的可通行区域，其中，所述可通行区域为不存在障碍物的区域；

根据所述可通行区域，确定所述无人机的候选飞行方向；

根据代价函数计算所述候选飞行方向的代价函数值；

将所述代价函数值最小的候选飞行方向确定为所述无人机的最优飞行方向。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述障碍物检测区域中，确定所述无人机的可通行区域，包括：

以所述无人机为中心，预设角度为间隔，对所述障碍物检测区域进行划分，以将所述障碍物检测区域划分为多个区域；

采样障碍物的坐标；

确定所述坐标未落入的区域为所述可通行区域。