一种无人机的飞行方法_2

文档序号:8430155阅读:来源:国知局
体或者动态物体,例如,静止物体包括楼房、树木、电线杆、电线等;又如,动态物体包括其他飞行器、风筝、汽车、轮船、行人等。例如,通过感应器感应一个或多个障碍目标;又如,通过多个感应器感应一个或多个障碍目标;又如,通过多种感应器分别感应一个或多个障碍目标。优选的,采用红外探测感应障碍目标的热辐射特征和/或方位信息。优选的,采用相机识别障碍目标的颜色、几何形状和/或位移。
[0038]判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞,是则执行下一步骤;优选的,根据高度差判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞。优选的,根据相对距离判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞。
[0039]优选的,采取最大概率原则判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞或者是否存在碰撞的可能性;所述碰撞的可能性包括主动碰撞与被动碰撞;例如,当预测与至少一障碍目标发生碰撞的可能性为某一范围时,例如,40 % -75 %,其中最大概率的值为60 %,取其中最大概率的值,即60%,以作为判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞或者是否存在碰撞的可能性的计算依据;又如,当预测与至少一障碍目标发生碰撞的可能性为某一范围时,例如,29% -62%,其中最大值为62%,取该值62%,以作为判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞或者是否存在碰撞的可能性的计算依据。
[0040]优选的,根据将会发生碰撞的至少一障碍目标与无人机相对距离及相对速度,设置和/或调整所述规避决策时间;优选的,根据将会发生碰撞的全部障碍目标与无人机相对距离及相对速度,设置所述规避决策时间;优选的,还根据将会发生碰撞的各障碍目标的当前位置以及运动速度,设置或者调整所述规避决策时间;其中,各障碍目标的运动速度包括其运动速率及其方向;优选的,还根据环境因素设置或者调整所述规避决策时间;例如,根据风速和风向设置或者调整所述规避决策时间;又如,根据来风方向决策航向角度;又如,根据风阻设置或者调整所述规避决策时间。例如,来风方向为东偏北15.6度,则增强西南位置的输出,以保障航向角度,具体地调整细节,可以根据经验及物理学知识确定,在此不作赘述。
[0041]判断是否属于规避决策时间,是则执行下一步骤;例如,在规避决策时间之内,则执行预设规避决策。又如,不属于规避决策时间,则无需执行预设规避决策,然后开始计时,当到达规避决策时间或者进入规避决策时间时,执行预设规避决策。例如,感应前方某一距离处存在某一静态物体,是则进一步判断按照现行飞行路径将会与其发生碰撞,是则进一步判断碰撞发生在若干时间后,确定该时间是否属于规避决策时间,例如,规避决策时间为碰撞前5秒或者10秒或者30秒,当该时间在规避决策时间内或者进入规避决策时间内,则执行预设规避决策。
[0042]执行预设规避决策。优选的,根据相对距离以及相对速率设置或调整规避决策时间。例如,在规避决策时间内,执行预设规避决策,包括改变飞行方向、调整飞行速度等。优选的,预设规避决策包括避开各障碍目标;优选的,预设规避决策还包括避开各障碍目标之后,回到原始航线。优选的,预设规避决策包括以各障碍目标为一整体障碍物,向右偏离其若干距离,和/或,向下或向上偏离其若干距离。例如,某一预设规避决策包括:某一障碍目标静止,且位于原始航线正前方,则以该障碍目标为中心,向左偏离其若干距离,按弧线形飞行路径绕过该障碍目标后回到原始航线;又如,第一障碍目标静止,且位于原始航线正前方,第二障碍目标静止,且位于第一障碍目标左边,则以该第二障碍目标为中心,向左偏离其若干距离,按弧线形飞行路径绕过该第二障碍目标后回到原始航线;或者,以该第二障碍目标为中心,向右偏离其若干距离,按弧线形飞行路径绕过该第二障碍目标后回到原始航线;又如,第三障碍目标相向飞来,则向右偏离其若干距离,按弧线形飞行路径绕过该第三障碍目标后回到原始航线。具体的预设规避决策,可以根据行业标准或者惯例进行灵活设置或者适时调整,上述例子不应视为对于预设规避决策的限制。
[0043]优选的,感应是否存在至少一障碍目标,是则根据相对距离的变化趋势,确定是否执行下一步骤。例如,如图5所示,一种无人机的飞行方法,其包括以下步骤:感应是否存在至少一障碍目标,是则执行下一步骤;根据相对距离的变化趋势,确定是否执行下一步骤,是则执行下一步骤,否则不再执行后续步骤;判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞,是则执行下一步骤;判断是否属于规避决策时间,是则执行下一步骤;执行预设规避决策。
[0044]例如,对于相对距离的变化趋势,优选的,在预设时间段内,判断相对距离的变化趋势是否一直变小,是则判断相对距离是否小于预设阈值,是则执行下一步骤。例如,在2秒或5秒之内,判断相对距离的变化趋势是否一直变小,否则无需执行后续步骤,是则判断相对距离是否小于预设阈值,例如,预设阈值为10米、30米、50米、100米或1000米等,是则执行下一步骤。例如,感应是否存在至少一障碍目标,是则执行下一步骤;在预设时间段内,判断相对距离的变化趋势是否一直变小,否则不再执行后续步骤,是则判断相对距离是否小于预设阈值,是则执行下一步骤;判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞,是则执行下一步骤;判断是否属于规避决策时间,是则执行下一步骤;执行预设规避决策。
[0045]又如,一种采用多模感应决策的反制动避免碰撞的方法,其包括上述各实施例所述步骤,例如,利用装载到无人机的多种感应装置进行物体遮挡预估,采取最大概率原则判断是否有被碰撞的可能性,当预估结果是可能即将发生碰撞时,根据当前目标和无人机相对距离和相对速度,计算决策实施制动最小时刻,在反制动或者转向飞行的动作实施期间,根据当前障碍目标的具体位置、无人机飞行方向、风向等,其中,障碍目标即障碍物,或称为目标物或目标物体,是在飞行中需要避开的目标对象;采取反作用力使得无人机暂停朝向目标物的飞行动作或者不再接近目标物。
[0046]例如,无人机装载有多种感应装置,不同的感应装置其对目标物的识别效果不同,如图2所示,例如红外探测主要识别物体的热辐射特征、方位信息,而高分辨率的CCD相机对物体的颜色、几何形状具有更加直接具体的识别。因此,不同的感应装置其对物体特征的描述具有不同的侧重点,在具体应用中区别作用,以判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞。
[0047]优选的,通过多模判断决策方式感应是否存在至少一障碍目标。优选的,通过多模判断决策方式判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞。其中,多模判断决策方式为基于多模感应权重进行目标特征特征识别;例如,设置多组感应装置,每组感应装置设置对应的感应权重,取其加权值作为多模判断的基础,进行目标特征特征识别,判断是否将会与至少一障碍目标发生碰撞;其中,每组感应装置包括至少一个感应装置。例如,其设置多个感应装置,感应装置为摄像头、测距装置、传感器或者传感装置等,例如红外传感器、温度传感器等;例如,所述多模判断决策方式中,每一感应装置根据其自身特性对于各类障碍目标对应设置识别权重,根据各感应装置的感应结果及其识别权重的加权值,作为所述多模判断决策方式的依据,进行判断。下面继续结合多模感应权重给出多模判断决策方式的例子对其进一步作出说明。
[0048]例如,采用基于多模感应权重进行目标特征特征识别。例如,对于物体的运动识另IJ,多种传感装置其对物体方位识别能力各有不同,例如,采用摄像感应装置且其感应物体运动能力概率较小,又如,采用雷达感应装置且其识别运动状态能力概率较大,优选的,将各种传感器对目标物体某一特征识别设置权重,例如对于运动速度的特征权重,分别设置传感器I的识别权重为A,传感器2的识别权重为B,传感器3的识别权重为C ;例如根据经验或者物理条件设置各传感器的识别权重。例如,各个传感器测量的运动速度分别为S1、S2、S3。那么该目标物体的实际运动速度为S,S = A*S1+B*S2+C*S3。例如,在感应是否存在至
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