[发明专利]基于超声波距离检测的无人机避障系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于超声波距离检测的无人机避障系统及其控制方法，所示无人机避障系统包含飞行控制模块、机载射频通信模块、超声波测距模块和自主避障模块；飞行控制模块用于控制无人机飞行，并将无人机的飞行状况反馈给地面站；超声波测距模块用于检测无人机前、左、右、上、下五个方向是否存在障碍物以及与障碍物之间的距离；自主避障模块用于根据超声波测距模块的测量结果控制无人机进行避障。无人机避障系统的控制方法使得无人机能够对障碍物进行自动规避，规避的方式更为多样化，并且能够自动调整航线，完成规定的飞行任务。本发明结构简单，使用方便，具有较大的实用价值。

主权项

基于超声波距离检测的无人机避障系统的控制方法，所述无人机避障系统包括无人机和地面站；所述无人机包含飞行控制模块、机载射频通信模块、超声波测距模块和自主避障模块；所述飞行控制模块用于通过机载射频通信模块接收地面站和自主避障模块的指令后控制无人机飞行，并将无人机的飞行状况通过机载射频通信模块反馈给地面站；所述超声波测距模块用于检测无人机前、左、右、上、下五个方向是否存在障碍物以及与障碍物之间的距离；所述自主避障模块用于根据超声波测距模块的测量结果控制无人机进行避障；所述地面站包含地面射频通信模块、航迹规划模块和实时监控模块；所述航迹规划模块包含电子地图，用于设置无人机在自主飞行模式下的起止点、检查点、飞行高度和飞行速度；所述实时监控模块用于实时检测与监控无人机状态，并进行数据存储、故障检测与报警操作；所述机载射频通信模块和地面射频通信模块无线通信；其特征在于，所述控制方法包含以下步骤：步骤1），无人机根据地面站传递的航线进行自主飞行，并设定无人机调整次数为零；步骤2），无人机检测前、左、右、上、下五个方向是否存在障碍物以及与障碍物之间的距离，并分别与五个方向上预设的安全距离阈值进行比较；步骤2.1），如果无人机在前、左、右、上、下五个方向各自预设的安全距离阈值范围内均不存在障碍物，重新执行步骤1）；步骤2.2），如果存在障碍物且该障碍物与无人机之间的距离小于等于无人机在该方向上预设的安全距离阈值，则执行步骤3）；步骤3），判断无人机在上方预设的安全距离内是否存在障碍物；步骤3.1），如果存在障碍物，则执行步骤4）；步骤3.2），如果不存在障碍物，则控制无人机按照预设的时间间隔向上飞行；步骤3.2.1），在无人机按照预设的时间间隔向上飞行的过程中，一旦无人机的五个方向均不存在障碍物，重新执行步骤1）；步骤3.2.2），如果无人机按照预设的时间间隔向上飞行后，无人机的五个方向还存在障碍物，则执行步骤4）；步骤4），判断无人机在左边预设的安全距离内是否存在障碍物；步骤4.1），如果存在障碍物，则执行步骤5）；步骤4.2），如果不存在障碍物，则控制无人机按照预设的时间间隔向左飞行；步骤4.2.1），在无人机按照预设的时间间隔向左飞行的过程中，一旦无人机的五个方向均不存在障碍物，重新执行步骤1）；步骤3.2.2），如果无人机按照预设的时间间隔向左飞行后，无人机的五个方向还存在障碍物，则执行步骤5）；步骤5），判断无人机在右边预设的安全距离内是否存在障碍物；步骤5.1），如果存在障碍物，则执行步骤6）；步骤5.2），如果不存在障碍物，则控制无人机按照2倍预设的时间间隔向右飞行；步骤5.2.1），在无人机按照2倍预设的时间间隔向右飞行的过程中，一旦无人机的五个方向均不存在障碍物，重新执行步骤1）；步骤5.2.2），如果无人机按照2倍预设的时间间隔向右飞行后，无人机的五个方向还存在障碍物，则执行步骤6）；步骤6），无人机调整次数加1；步骤7），重复执行步骤步骤2）至步骤6），直至无人机自主飞行至目的地或无人机调整次数大于等于预设的最大调整次数，若无人机调整次数大于等于预设的最大调整次数，则控制无人机返航。