[发明专利]基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障系统和方法

说明书

本发明是基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障系统和方法，其中无人机巡检安全避障系统包括检测模块、信息预处理模块、多传感器信息融合模块、避障决策模块。检测模块包含装载在无人机上的双目视觉相机、激光雷达、毫米波雷达、电磁场检测传感器、超声波传感器、北斗定位系统BDS，信息预处理模块和多传感器信息融合模块通过多传感器数据相融合实现无人机在复杂电磁环境的障碍物检测及自主避障。该安全避障系统和方法可提高无人机对周围环境的巡视与监测水平，及时有效地对障碍物进行规避，保障无人机自身安全及输电线路安全。

技术领域

本发明涉及无人机自动控制技术领域，具体的说是基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障系统和方法。

背景技术

无人机电力巡检具有效率高、使用方便，成本低等优点，解决了传统巡检的诸多问题。无人机电力巡检难免会遇到一些已知和未知障碍物，且输电线路周围存在有规律的电磁场分布，距离过近会对无人机本体安全、控制、通信和图传产生不利影响。研究无人机在复杂环境下的安全避障系统和方法是保障无人机自身安全及输电线路安全亟待解决的问题。

无人机可以搭载多种传感器，协同合作，对采集数据进行多元融合，信息互相印证及补充，降低不确定性，提高避障效率和可信度，及时有效完成障碍物规避。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障系统和方法，通过双目视觉相机、激光雷达、毫米波雷达、电磁场检测传感器、超声波传感器以及北斗定位系统相融合实现在复杂电磁环境的障碍物检测及自主避障。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障系统，其特征在于：包括检测模块、信息预处理模块、多传感器信息融合模块和避障决策模块；

所述的检测模块包含装载在无人机上的双目视觉相机、激光雷达、毫米波雷达、电磁场检测传感器、超声波传感器和北斗定位系统BDS；

所述的双目相机基于双目视觉计算深度图像，用于实时获取障碍物距离信息；

所述的激光雷达采用激光束对障碍物进行探测，用于检测障碍物的距离、速度信息；

所述的毫米波雷达采用毫米波对障碍物进行探测，用于检测障碍物的距离、速度信息；

所述的高精度电磁场检测传感器用于实时获取所在位置的电磁场强度，与输电导线电磁场分布模型对比，转换为所在位置的距离数据；

所述的超声波传感器用于通过发出并接收障碍物返回的超声波，检测障碍物距离；

所述的北斗定位系统BDS用于获得无人机所在位置的经度、纬度、高度和速度信息；

所述的信息预处理模块用于对双目视觉相机、激光雷达、毫米波雷达、电磁场检测传感器、超声波传感器、北斗定位系统BDS所接收的数据信息，按传感器类别进行信息预处理；

所述的多传感器信息融合模块用于将信息预处理模块传来的传感器信息数据进行信息数据融合；

所述的避障决策模块与无人机飞控系统相连，用于接收多传感器信息融合模块信息，生成避障策略，控制无人机飞控系统实现避障动作。

基于双目视觉融合激光雷达与电磁场检测的无人机巡检安全避障方法，其特征在于：通过多传感器获取信息融合判断执行无人机飞行决策，具体步骤如下：

步骤1，通过地面站软件将输电线路空间三维模型、输电导线电磁场分布模型下载到无人机飞控；