用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法及系统与流程

本发明属于无人机技术领域，特别涉及一种用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法及系统。

背景技术：

无人机(英语:aircraft)，是指通过机身与空气的相对运动而获得空气动力升空飞行的机器。包括旋翼机、直升机、固定翼等。

目前，无人机飞行过程中进行避障时，往往是通过机身内部所安装的红外测距模块或者双目测距模块对无人机与障碍物之间的距离进行实时测量并反馈。

然而，双目测距模块虽然测量距离远，但是其测量精度并不高，红外测距模块虽然测量精度高，但其测量距离不远。

可见，现有技术中单纯的通过单一的测距模块进行测量，测量精度并不高。

技术实现要素：

本发明提供一种用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法及系统，用以解决现有技术中仅能通过单一的测距模块进行测量而导致的测量精度并不高的技术缺陷。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞行避障过程中进行测距模块切换选择的方法，所述方法应用于无人机，所述无人机包括双目测距模块和红外测距模块，所述双目测距模块的测距范围是Δx₁，所述红外测距模块的测距范围是Δx₂；所述方法包括：获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述基础距离x₀是由至少当前所述无人机的三组基础距离求取平均值而获得所述x₀的单位是米；对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；根据判断结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换。将所述判断结果，实时反馈至地面站。

可选的，所述Δx₁和所述Δx₂没有重合的测距范围；所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换包括：若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

可选的，所述Δx₁和所述Δx₂有重合的测距范围，所述重合的测距范围是Δx_1-2；所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换包括：若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

可选的，所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换还包括：若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁；在获取所述第一数值x₀₁后，切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂。

可选的，所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换还包括：若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂；在获取所述第二数值x₀₂后，切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁。

第二方面，本发明实施例提供了一种飞行避障过程中进行测距模块切换选择的系统，所述系统应用于无人机，所述无人机包括双目测距模块和红外测距模块，所述双目测距模块的测距范围是Δx₁，所述红外测距模块的测距范围是Δx₂；所述系统包括：获取模块，用于获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述基础距离x₀是由至少当前所述无人机的三组基础距离求取平均值而获得；所述x₀的单位是米；判断模块，用于对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；切换模块，用于根据判断结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换。反馈模块，用于将所述判断结果，实时反馈至地面站。

可选的，所述系统还用于：所述Δx₁和所述Δx₂没有重合的测距范围；所述切换模块还用于：若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

可选的，所述系统还用于：所述Δx₁和所述Δx₂有重合的测距范围，所述重合的测距范围是Δx_1-2；所述切换模块还用于：若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

可选的，所述切换模块还用于：若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁；在获取所述第一数值x₀₁后，切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂。

可选的，所述切换模块还用于：若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂；在获取所述第二数值x₀₂后，切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明应用于无人机时，通过在无人机内同时设置双目测距模块和红外测距模块，并在实际测距过程中首先获取当前无人机与障碍物之间的基础距离x₀；然后对所述x₀是在双目测距模块的测距范围还是在红外测距模块的测距范围进行判断，并根据判断结果切换合适的测距模块进行测量，以此可同时通过两个测距模块针对不同的测距范围进行准确测量，解决了现有技术中仅能通过单一的测距模块进行测量而导致的测量精度并不高的技术缺陷。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法流程示意图；以及

图2为本发明实施例提供的飞行避障过程中进行测距模块切换选择的系统原理示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法及系统，解决了现有技术中仅能通过单一的测距模块进行测量而导致的测量精度并不高的技术缺陷，达到了通过多个测距模块之间进行切换来精确测量避障距离的技术效果。

本发明实施例中的技术方案，总体思路如下：

在应用于无人机时，通过在所述无人机中设置双目测距模块和红外测距模块，所述双目测距模块的测距范围是Δx₁，所述红外测距模块的测距范围是Δx₂；然后通过如下方法：获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述x₀的单位是米；对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；根据判断结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换。

上述方法在无人机中同时设置了双目测距模块和红外测距模块，并将双目测距模块的测距范围Δx₁和红外测距模块的测距范围Δx₂作为参考范围，来对当前无人机与障碍物之间的基础距离x₀进行判断，来识别当前无人机正处于哪一个测距模块可测量的距离范围内，然后根据判断结果对两个测距模块进行切换，继而使得在各个测距模块所能够精确测量的范围内来完成避障距离的测量，具有测量精度高的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

本实施例提供一种用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法，应用于无人机，所述无人机包括双目测距模块和红外测距模块，所述双目测距模块的测距范围是Δx₁，所述红外测距模块的测距范围是Δx₂。

请参考图1，所述方法包括：

步骤S110：获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述x₀的单位是米；

步骤S120：对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；

步骤S130：根据判断结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换。

众所周知，无人机包括多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机等多种类型，本发明实施例对此并不局限。也即，所提供的的方法可适用于无人机中任意一种类型的无人机。

具体来讲，无人机在飞行过程中由于经常会遇到在无人机的飞行前方出现障碍物的情况，因此往往需要通过机身内部所安装的红外测距模块或者双目测距模块对无人机与障碍物之间的距离进行实时测量并反馈，以便无人机及时获取到其与障碍物之间的实时距离，并及时做出响应。而能否确保无人机响应及时以避免安全事故的发生，就使得所测量的无人机与障碍物之间的实时距离的精确度显得尤为重要。据发明人研究发现，双目测距模块虽然测量距离远，但是其测量精度并不高，红外测距模块虽然测量精度高，但其测量距离不远。

换句话说，当无人机仅使用双目测距模块进行测量时，则在无人机与障碍物之间距离还处于较远时，双目测距模块的确能够检测到无人机与障碍物之间的距离。而当随着无人机与障碍物之间距离越来越近，双目测距模块的测量误差也越来越大，当超过双目测距模块的测量精度范围时，则极易由于测量距离不准确而导致安全事故的发生。同样的，无人机仅使用红外测距模块进行测量时，则在无人机与障碍物之间距离还处于较远时，红外测距模块无法测量到此时无人机与障碍物之间距离，而只有当无人机与障碍物距离到较近且处于红外测距模块的测距范围时，才能够准确测量。而此时由于无人机距离障碍物已经较近，此时无人机通过所测量的距离在做出停机响应时往往由于来不及完全停机而导致安全事故的发生。

基于此，本发明实施例提供了一种用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法。

需要说明的是，所述的双目测距模块的测距范围Δx₁，和红外测距模块的测距范围Δx₂单位均为m。

下面，结合图1对本发明提供的用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法进行详细介绍：

首先，执行步骤S110，获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述x₀的单位是米；

其中，所述基础距离x₀可以理解为是初步检测的无人机与障碍物之间的基础距离数值，该距离数值只能精确到米，能够大致反应无人机与障碍物之间的远近，但并不能精确反应二者间的准确距离。

但是，需要说明的是，为了进一步提高测量进度，该基础距离x₀是由至少当前所述无人机的三组基础距离求取平均值而获得；例如，所获取的当前无人机的三组基础距离数值分别为x’、x”、x”’；则x₀＝(x’+x”+x”’)/3；其中，x’、x”、x”’的单位均是米。

然后，执行步骤S120：对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；

具体而言，在步骤S110获得了基础距离x₀，此时可将基础距离x₀分别与双目测距模块的测距范围Δx₁，和红外测距模块的测距范围Δx₂进行对比，以判断所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值。

在本发明实施例中，双目测距模块的最远测量距离要比红外测距模块的最远测量距离大，而红外测距模块的最近测量距离要比双目测距模块的最近测量距离小，因此，在本发明实施例中可以有如下几种情况：

第一种情况

当所述Δx₁和所述Δx₂没有重合的测距范围，例如：双目测距模块的测距范围Δx₁是12m-20m(不包含端点)，红外测距模块的测距范围Δx₂是0.1m-12m(包含端点)，此时在本发明实施例中所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换可以包括：

若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内的距离数值，也即所述x₀是在12m-20m中的一个距离数值，此时则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；进而获得无人机与障碍物之间的标准距离Y₀。所述标准距离Y₀的单位是m，但是可以理解标准距离Y₀的准确度/精度高于基础距离x₀。

若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内的距离数值，也即所述x₀是在0.1m-12m中的一个距离数值，此时则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；进而获得无人机与障碍物之间的标准距离Y₀。同样的，所述标准距离Y₀的单位是m，但是可以理解标准距离Y₀的准确度/精度高于基础距离x₀。

第二种情况

所述Δx₁和所述Δx₂有重合的测距范围，所述重合的测距范围是Δx_1-2；例如：双目测距模块的测距范围Δx₁是8m-20m，红外测距模块的测距范围Δx₂是0.1m-12m，此时在本发明实施例中所述根据比较结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换包括：

若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；进而获得无人机与障碍物之间的标准距离Y₀。同样的，所述标准距离Y₀的单位是m，但是可以理解标准距离Y₀的准确度/精度高于基础距离x₀。

若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；进而获得无人机与障碍物之间的标准距离Y₀。同样的，所述标准距离Y₀的单位是m，但是可以理解标准距离Y₀的准确度/精度高于基础距离x₀。

需要特别注意的是，在第二种情况中，还会存在所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值的情况，若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，例如x₀＝10m；则：此时也存在两种操作方式：

第一种操作方式

首先将用于测距的模块切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁；

然后在获取所述第一数值x₀₁后，切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂。

最后在依据所述第一数值x₀₁和所述第二数值x₀₂获取所述述无人机和所述障碍物之间的标准距离Y₀；所述Y₀的单位是米。

需要强调的是，在第一种操作方式中依据所述第一数值x₀₁和所述第二数值x₀₂获取所述述无人机和所述障碍物之间的标准距离可以通过公式Y₀＝k₁*x₀₁+k₂*x₀₂，获得。其中，k₁和k₂可以理解为均为权重系数，且k₁大于0小于1，k₂大于0小于1；k₁+k₂＝1。

第二种操作方式

首先将用于测距的模块切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂；

然后在获取所述第二数值x₀₂后，切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁。

最后在依据所述第一数值x₀₁和所述第二数值x₀₂获取所述述无人机和所述障碍物之间的标准距离Y₀；所述Y₀的单位是米。

同样需要强调的是，这里依据所述第一数值x₀₁和所述第二数值x₀₂获取所述述无人机和所述障碍物之间的标准距离可以通过公式Y₀＝k₁*x₀₁+k₂*x₀₂，获得。其中，k₁和k₂可以理解为均为权重系数，且k₁大于0小于1，k₂大于0小于1；k₁+k₂＝1。

在这里，虽然所测量的基础距离x₀既属于所述Δx₁范围内，也属于所述Δx₂。但通过权重系数的操作方式，避免了单取某一个测距模块所测量的数值而带来的测量不准确的技术缺陷。

最后，本发明实施例中可将所述判断结果，实时反馈至地面站，以便地面站操作人员实时记录并监测。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了与实施例一中方法对应的系统，见实施例二。

实施例二

本实施例提供了一种飞行避障过程中进行测距模块切换选择的系统，请参考图2，所述系统应用于无人机，所述无人机包括双目测距模块和红外测距模块，所述双目测距模块的测距范围是Δx₁，所述红外测距模块的测距范围是Δx₂；所述系统包括：

获取模块210，用于获取当前所述无人机与障碍物之间的基础距离x₀；所述x₀的单位是米；

判断模块220，用于对所述x₀是否属于在所述Δx₁范围内的距离数值和/或所述Δx₂范围内的距离数值进行判断；

切换模块230，用于根据判断结果，对所述双目测距模块和所述红外测距模块进行切换。

在本发明实施例中，所述系统还用于：

所述Δx₁和所述Δx₂没有重合的测距范围；

所述切换模块还用于：

若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；

若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

在本发明实施例中，所述系统还用于：

所述Δx₁和所述Δx₂有重合的测距范围，所述重合的测距范围是Δx_1-2；

所述切换模块还用于：

若所述x₀是属于在所述Δx₁范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量；

若所述x₀是属于在所述Δx₂范围内，且不属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则选择所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量。

在本发明实施例中，所述切换模块还用于：

若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：

切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁；

在获取所述第一数值x₀₁后，切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂。

在本发明实施例中，所述切换模块还用于：

若所述x₀是属于在所述Δx_1-2范围内的距离数值，则：

切换至所述红外测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第二数值x₀₂；

在获取所述第二数值x₀₂后，切换至所述双目测距模块对所述无人机和所述障碍物之间的距离进行测量，获取第一数值x₀₁。

由于本发明实施例二所介绍的系统，为实施本发明实施例一的用于飞行过程中的避障距离进行监测的方法所采用的系统，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该系统的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的系统都属于本发明所欲保护的范围。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明应用于无人机时，通过在无人机内同时设置双目测距模块和红外测距模块，并在实际测距过程中首先获取当前无人机与障碍物之间的基础距离x₀；然后对所述x₀是在双目测距模块的测距范围还是在红外测距模块的测距范围进行判断，并根据判断结果切换合适的测距模块进行测量，以此可同时通过两个测距模块针对不同的测距范围进行准确测量，解决了现有技术中仅能通过单一的测距模块进行测量而导致的测量精度并不高的技术缺陷。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。