[发明专利]一种节省算力和带宽的无人机全向避障方法

说明书

本发明公开了一种节省算力和带宽的无人机全向避障方法，涉及无人机技术领域，连接电源，启动无人机，利用无人机控制启动整个模块，打开光流模块，启动光流摄像头进行画面采集；启动光流算法，用LK光流算法计算飞机当前的光流速度；根据光流模块输出的光流速度，计算飞机当前的飞行或漂移方向；根据光流模块计算得到的无人机飞行方向，启动对应方向的双目测距模块，采用4个双目模块，安装在飞机的前后左右四个方向上，来做全向的避障，解决了4个双目测距算法同时启动占用大量的芯片算力和带宽，根据飞机的飞行方向，只启动飞机飞行方向的双目测距模块，其它方向的测距模块不启动，能大大节省芯片的算力和带宽。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种节省算力和带宽的无人机全向避障方法。

背景技术

现有的无人机避障方案，大都采用激光雷达，超声波、双目测距模块等传感器，这些避障方案，基本都是用一个传感器，只能避一个方向的障碍，也有采用一个传感器外加一个旋转马达，通过控制旋转马达将测距传感器进行360度旋转不间断扫描来达到全向避障的目的。

现有的全向避障方案，在飞机上安装多个避障传感器，如激光雷达，成本太高，无法大规模推广应用；用多个超声波测距模块来做全向避障，由于超声波是单点测距，所以对于复杂的环境应用就受到限制；采用旋转马达控制测距传感器360度不间断扫描进行全向避障，由于扫描速度的限制，在飞机高速飞行的情况下，当马达扫描到飞机飞行方向以外的区域时，飞机仍然有可能会碰到障碍。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种节省算力和带宽的无人机全向避障方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节省算力和带宽的无人机全向避障方法，包括以下步骤：

S1、连接电源，启动无人机，利用无人机控制启动整个模块，打开光流模块，启动光流摄像头进行画面采集，采集的画面传输给雷达设备进行定位出图；

S2、启动光流模块，采用光流算法，用LK光流算法计算飞机当前的光流速度；

S3、根据光流模块输出的光流速度，计算飞机当前的飞行或漂移方向；

S4、根据光流模块计算得到的无人机飞行方向，启动对应方向的双目测距模块；

S5、如果飞机处于悬停状态，即光流模块计算得到的光流速度x和y同时在0附近波动，此时认为飞机处于静止悬停的状态，不会撞到障碍物。

进一步优化本技术方案，所述无人机的控制系统包括无人机主控器以及电源，所述无人机主控器与双目测距模块、光流模块进行电连接，所述光流模块内设置有光流摄像头，所述电源通过无人机主控器分别与双目测距模块、光流模块以及雷达设备进行电连接并进行供电。

进一步优化本技术方案，所述无人机主控器电连接有安装在无人机四周主体上的雷达设备，所述雷达设备设置有4个，且分别安装在无人机的正前方、正后方、正左和正右方，所述雷达设备用于对光流摄像头采集的画面信息进行定位出图。

进一步优化本技术方案，所述双目测距模块：利用双目成像原理，计算图像画面中所有点对应的实际景物离双目摄像头中心的距离，设置4个双目测距模块，分别安装在无人机的正前方、正后方、正左和正右方。

进一步优化本技术方案，所述光流模块：光流摄像头安装在飞机的下方，光流摄像头朝下采集飞机下方的画面，光流算法根据前后两帧画面和LK光流原理计算飞机在水平方向的速度，包括大小和方向。

进一步优化本技术方案，所述步骤S2中，LK光流算法有三个假设条件：亮度恒定、小运动以及空间一致，用LK光流算法计算飞机当前的光流速度(op_x,op_y)。

进一步优化本技术方案，所述步骤S3中，计算飞机当前的飞行或漂移方向公式如下：