基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统及方法与流程

文档序号:12662482阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统,其特征在于,所述系统包括:APP模块、巡航模块以及避障模块,其中APP模块负责发送起飞、降落命令,并实时显示图传画面,巡航模块包括GPS校准模块、返回基线模块和转向模块,GPS校准模块负责GPS坐标获取和校准,返回基线模块负责避障结束后安全回到基线上,转向模块负责到达转弯处平稳调整方向并计算下一目标点,避障模块包括判断模块和决策模块,其中判断模块负责判断是否该方向有障碍物,决策模块负责得出当前避障进行到哪个步骤。

2.一种基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述方法如下:1)APP端发送起飞命令,M100进入避障模式一,即控制权在避障模式,调整高度后,进入巡航模式,即控制权在巡航模式;巡航模式中,M100按照巡航规划出的轨迹飞行,云台按照一定角度摆动,并将拍摄到的画面实时传送到APP端;2)巡航的速度随计算的结果变化;图像传感器1号始终开启,方向为前方;结合深度图数据和超声波数据,判断前方是否有障碍物;若是,避障模式申请控制权,巡航模式在非转弯的情况下会把控制权交给避障模式,进入避障模式一;3)图像传感器2号右边开启,判断右方是否有障碍物;若是,右方不安全,M100左转直到前方无障碍物,进入“左转后”状态;若否,右方安全,M100右转直到前方无障碍物;4)进入“右转后”状态;“左(右)转后”状态中,云台在图像传感器方向和地面之间90°摆动,图像传感器2号右(左)方开启,优先判断前方是否有障碍物;若是,M100左(右)转直到前方无障碍物;若否,判断右(左)方是否安全;若否,M100继续前进;若是,M100右(左)转,判断方向是否为巡航的方向;若否,M100继续右(左)转直到方向为巡航方向;若是,M100此时为“前进”状态且偏左(右),判断右(左)方是否有障碍物;若是,M100前进直到右(左)方无障碍物,然后向右(左)平移;若否,向右(左)平移直到回到基线上,控制权交还给巡航模式;5)当电量小于一定阈值或用户在APP上点击返航时,M100进入避障模式二;图像传感器2号上方开启,判断上方是否有障碍物;若是,M100按照避障模式一飞行,直到上方无障碍物;若否,M100上升到一定高度,直接飞回起点,任务结束。

3.根据权利要求2所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述巡航模式中,M100按照预先规定的轨迹飞行,云台按照一定角度摆动,并将拍摄到的画面实时传送到APP端的步骤包括:确定飞行轨迹之前,首先要先获取到巡航区域四个顶点的GPS坐标,飞行轨迹采用蛇形迂回的方式,无人机在每走一段折线时,才会计算该线的终点和要转弯的地方;在巡航模式中,云台的摆动角度为左右摆动45°,飞行高度2m。

4.根据权利要求2或3所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤2)中,巡航的速度随计算的结果变化具体如下,若在前进方向上没有检测到障碍物且超声波数据大于一定阈值时,以快速前进;若超声波数据小于该阈值时,无人机以慢速前进,进入预警状态,即前方可能出现障碍物;若前方检测到障碍物,则无人机以一个更慢的速度进入避障模式,在这里,判断是否有障碍物的超声波阈值小于进入预警状态的超声波阈值;避障结束后,再通过新一轮的判断决定巡航速度。

5.根据权利要求4所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤2)中,判断前方是否有障碍物的步骤如下:首先获取最原始的深度图数据和超声波数据,超声波数据为无人机到最近障碍物的距离,深度图数据为未经处理的单通道图像;然后对获取到的深度图进行腐蚀、膨胀、二值化,得到一个二值化后的图像,且障碍物此时在图像中显示为白色,然后计算所有连续白色区域的面积,当至少一个连续白色的面积大于一定的阈值时,认为该方向上有障碍物。

6.根据权利要求5所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤3)中,进入“右转后”状态的步骤如下,M100观察前方是否有障碍物,当发现前方危险时,图像传感器2号默认右边开启,这时观察右边是否安全,安全则右转,不安全则左转。

7.根据权利要求6所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤4)中,优先判断前方是否有障碍物的步骤如下:在“左(右)转后”状态中,每一次判断前方是否有障碍物,都是优先判断运动的方向是否有障碍物,然后再判断另一个图像传感器的数据。

8.根据权利要求7所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤4)中,控制权交还给巡航模式的步骤如下:M100在方向调整为巡航方向后,接下来要做的就是平移回巡航的线上,在平移的过程中要注意观察平移的方向是否有障碍物,若有,则前进直到跨过障碍物,然后再继续平移。

9.根据权利要求8所述的基于M100开发平台的区域完全搜索与避障系统的方法,其特征在于,所述步骤5)中,M100进入避障模式二的步骤如下,避障模式二状态时,图像传感器2号开启上方,当上方无障碍物时,无人机就会上升到一定高度,然后直接返航,否则会采取避障模式一飞行。

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