CN107272735A - 移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台 - Google Patents

移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台 Download PDF

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CN107272735A CN201710457658.9A CN201710457658A CN107272735A CN 107272735 A CN107272735 A CN 107272735A CN 201710457658 A CN201710457658 A CN 201710457658A CN 107272735 A CN107272735 A CN 107272735A
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Abstract

本发明公开一种移动平台自动规避碰撞的方法。所述移动平台自动规避碰撞的方法包括获取移动平台周边环境的环境数据；识别环境数据中是否有障碍物，并获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；计算所述移动平台的最高安全速度；计算所述移动平台的目标运动速度并控制其按所述目标运动速度运动；设定距离阈值，判断所述障碍物与所述移动平台的距离与所述距离阈值的关系，并根据其判断反馈结果控制所述移动平台绕开所述障碍物。本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法，可有效地对环境中的障碍物作出反应，避免与障碍物发生碰撞。本发明还提供一种自动规避碰撞系统和一种含所述自动规避碰撞系统的移动平台。

Description

移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种移动平台自动规避碰撞的方法、系统及移动平台。
背景技术
无人机是一种由无线遥控设备或由自身程序控制装置操纵的、执行任务的非载人飞行器，越来越广泛的在多个领域得到发展和应用，具有重大的社会意义。
无人机具有成本相对较低，没有人员伤亡的危险，生存能力强，机动性能好等优点。但也因为无人驾驶，在飞行中只能依靠自身的飞行控制系统或地面控制中心的指令进行飞行，在遇到高压线缆、树木或建筑物等障碍物，特别是利用无人机对电力线进行巡视时，很有可能与障碍物发生碰撞，给无人机带来巨大的安全隐患。
因此，为了保障无人机在执行任务时的安全飞行，有必要提供一种新的技术解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种可有效地对环境中的障碍物作出反应，避免与障碍物发生碰撞的移动平台自动规避碰撞的方法。
本发明的技术方案是：
一种移动平台自动规避碰撞的方法，包括如下步骤：
步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；
步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；
步骤S3：根据所述障碍物信息和所述移动平台当前的运动状态，计算所述移动平台的最高安全速度；
步骤S4：计算所述移动平台的目标运动速度并控制所述移动平台按所述目标运动速度运动；其中所述目标运动速度小于等于所述最高安全速度；
步骤S5：设定距离阈值，判断所述障碍物与所述移动平台的距离与所述距离阈值的关系，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台对所述障碍物绕行；当所述障碍物与所述移动平台的距离大于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。
优选的，步骤S5中，控制所述移动平台对所述障碍物绕行的步骤包括：剔除所述目标运动速度在所述障碍物方向上的分量，获得最终目标运动速度向量，所述移动平台执行所述最终目标运动速度向量。
优选的，当识别到所述环境数据中的所述障碍物的数量为多个时，对每个所述障碍物执行步骤S5。
优选的，步骤S2中还包括根据所述移动平台当前的运动状态计算风险范围的步骤，步骤S2-S5中的所述障碍物为所述风险范围内的障碍物。
优选的，步骤S2中还包括根据所述移动平台当前的运动状态滤除预设距离范围外的环境数据，步骤S2-S5中的所述障碍物为预设距离范围内的障碍物。
优选的，步骤S2中，障碍物识别步骤包括：对所述环境数据中的物体边缘进行识别。
优选的，步骤S1还包括对所述环境数据进行去噪处理步骤。
优选的，步骤S1还包括坐标系转换步骤：将所述环境数据的坐标系转换成以所述移动平台为中心的极坐标。
本发明还提供一种自动规避碰撞系统。所述自动规避碰撞系统包括获取模块、障碍物识别模块、处理模块、及控制模块，其中：
所述获取模块，用于获取移动平台周边环境的环境数据及所述移动平台当前的运动状态；
所述障碍物识别模块，用于识别所述环境数据中是否有障碍物，并读取所述障碍物信息；
所述处理模块，用于根据所述移动平台当前的运动状态和所述障碍物信息计算获得所述移动平台的最高安全速度和目标运动速度；并用于判断所述障碍物与所述移动平台的距离与设定距离阈值的关系，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于设定距离阈值时，计算所述移动平台对所述障碍物绕行的运动参数；
所述控制模块，用于根据所述处理模块反馈的信息控制所述移动平台避开所述障碍物。
本发明还提供一种移动平台。所述移动平台包括所述的自动规避碰撞系统。
与相关技术相比，本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法有益效果在于：通过本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法，使所述移动平台在接近所述障碍物是时可自动绕开障碍物，可有效地对环境中的障碍物作出反应，使飞行器不会主动与障碍物发生碰撞，提高了飞行器躲避障碍物的安全性能。
附图说明
图1为本发明提供的自动规避碰撞系统的一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的移动平台的一实施例的结构示意图；
图3为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的一实施例的流程示意图；
图4为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中坐标系转换示意图；
图5为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中最高安全速度的计算方法示意图；
图6为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中移动平台对障碍物绕行的计算方法示意图；
图7为本发明提供的自动规避碰撞系统的另一实施例的结构示意图；
图8为本发明提供的移动平台的另一实施例的结构示意图；
图9为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的另一实施例的流程示意图；
图10为本发明提供的自动规避碰撞系统的又一实施例的结构示意图；
图11为本发明提供的移动平台的又一实施例的结构示意图；
图12为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的又一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
请参阅图1，图1为本发明提供的自动规避碰撞系统的一实施例的结构示意图。所述自动规避碰撞系统100包括获取模块11、去噪模块12、障碍物识别模块13、处理模块14和控制模块15。其中：
所述获取模块11，用于获取移动平台周边环境的环境数据及所述移动平台当前的运动状态；
所述去噪模块12，用于将所述环境数据进行去噪处理；
所述障碍物识别模块13，用于识别所述环境数据中是否有障碍物，并读取所述障碍物信息；
所述处理模块14，用于根据所述移动平台当前的运动状态和所述障碍物信息计算获得所述移动平台的最高安全速度和目标运动速度；并用于判断所述障碍物与所述移动平台的距离与设定距离阈值的关系，根据两者的关系获得所述移动平台避开障碍物的不同运动方式，且当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于设定距离阈值时，计算所述移动平台对所述障碍物绕行的运动参数；
所述控制模块15，用于根据所述处理模块反馈的信息控制所述移动平台避开所述障碍物。
所述移动平台可以是机器人、飞行器、轮船、潜艇等；其中所述飞行器可以是四轴飞行器、多旋翼飞行器、无人机飞行器、航模等。
所述障碍物可以是建筑物、树木、飞鸟、礁石、行人等。
所述获取模块11包括第一获取单元111和第二获取单元112。其中，所述第一获取单元111用于获取所述移动平台周边环境的环境数据，所述第二获取单元112用于获取所述移动平台当前的运动状态。
所述第一获取单元111可以利用传感器获取所述移动平台周边的环境数据；也可以是利用已知的环境数据；也可以是利用已知的环境数据和所述传感器获取的环境数据进行融合。优选的，所述传感器具体采用二维激光雷达实时感知所述飞行器周边环境，其中激光雷达为日本Hokuyo的产品。
获取的所述环境数据可以为点云数据。
所述第二获取单元112获取的所述移动平台当前的运动状态包括其运动速度和运动方向。
所述去噪模块12用于将所述第一获取单元111获取的所述环境数据进行去噪处理，滤除所述环境数据中与不相关数据，其中去噪数据包括疑似噪点或/和包含所述移动平台自身部分的数据，但不限于以上列出的两种数据，还可以为其它类型的数据。
所述障碍物识别模块13是通过识别环境数据中的物体边缘来提取障碍物信息。读取的所述障碍物信息包括在α角与θ角上的起始角度与终止角度、与所述飞行器的最近距离及所述最近距离发生的角度，其中α角表示点与所述飞行器的连线与所述飞行器所在水平面形成的垂直方向上的夹角，θ角表示点与所述飞行器的连线与所述飞行器目标朝向所述形成的水平方向上的夹角。
所述处理模块14包括第一处理单元141、第二处理单元142、判断单元143和第三处理单元144，其中所述第一处理单元141用于根据所述移动平台当前的运动状态和所述障碍物信息计算获得所述移动平台的最高安全速度；所述第二处理单元142用于根据所述移动平台当前的运动状态和所述最高安全速度计算所述移动平台的目标运动速度；所述判断单元143用于判断所述障碍物与所述移动平台的距离与设定距离阈值的关系，根据两者的关系获得所述移动平台避开障碍物的不同运动方式，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于设定距离阈值时，计算所述移动平台对所述障碍物绕行的运动参数；所述第三处理单元144用于将所述环境数据的坐标系转换成所述移动平台为中心的极坐标。需要说明的是，当所述移动平台中心和传感器中心距离偏移不大的情况下，所述第三处理单元144不工作。
所述控制模块15包括第一控制单元151和第二控制单元152，其中所述第一控制单元151用于根据计算得到的目标运动速度控制所述移动平台按照所述目标运动速度运动；所述第二控制单元152用于根据所述判断单元143的反馈结果，控制所述移动平台的运动方向，以使所述移动平台规避所述障碍物。具体的，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台对所述障碍物绕行；当所述障碍物与所述移动平台的距离大于所述距离阈值时，控制所述移动平台沿当前方向运动。其中，距离阈值可根据实际情况调整，如可以为5m、8m、10m等。
实施例2
本发明提供一种移动平台10。请结合参阅图2，为本发明提供的移动平台的一实施例的结构示意图。所述移动移动平台10包括实施例1中的所述自动规避碰撞系统100，根据所述自动规避碰撞系统100控制所述移动平台10自动规避障碍物。
实施例3
本发明提供一种移动平台自动规避碰撞的方法。请结合参阅图3，为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的一实施例的流程示意图。所述移动平台自动规避碰撞的方法包括如下步骤：
步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；
具体的，所述环境数据由所述第一获取单元111获取，获取的所述环境数据可以为点云数据或栅格化数据，本实施方式采用点云数据。所述环境数据可以是一维的、二维的，也可以是三维的。
所述第一获取单元111可以利用传感器获取所述移动平台周边的环境数据；也可以是利用已知的环境数据，例如我们先把室内空间的地图建立好，然后让所述移动平台根据这个已经建好的地图运动，而不是依赖传感器对环境进行实时感知；也可以是利用已知的环境数据和所述传感器获取的环境数据进行融合。优选的，所述传感器具体采用二维激光雷达实时感知所述飞行器周边环境，其中激光雷达为日本Hokuyo的产品。
所述移动平台为飞行器时，所述飞行器搭载传感器时可使用云台对传感器进行增稳，使其姿态不受移动平台姿态变化影响。在安装时，将所述二维激光雷达通过二轴增稳云台与所述飞行器连接在一起，在所述飞行器姿态变化的情况下保证所述激光雷达扫描面永远水平。
优选的，将获取的所述环境数据的坐标系转换成所述移动平台为中心的极坐标，方便后续步骤的计算。具体的，获取所述环境数据后，由所述第三处理单元144将所述环境数据的坐标系转换成所述移动平台为中心的极坐标。
坐标系转换步骤中，如果环境数据本身是笛卡尔坐标，则可通过三角函数转换为极坐标：
由Z(x,y,z)转换为Z(α,θ,r)，
本实施方式中，采用激光雷达进行扫描所述移动平台周边环境，获取的环境数据本身就是极坐标。极坐标中，α角代表点与移动平台的连线与移动平台所在水平面形成的垂直方向上的夹角，θ角代表点与移动平台的连线与移动平台目标朝向所形成的水平方向上的夹角，r代表点与移动平台之间的距离。
当获取的环境数据的中心或原点是传感器本身，但经过坐标系转换后，环境数据的原点被转换为移动平台的中心。请结合参阅图4，为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中坐标系转换示意图。其中，D1点表示环境数据中的点；A表示传感器的中心，B表示移动平台的中心。坐标系转换的计算方法如下：
需要说明的是，当所述移动平台中心和传感器中心距离偏移不大的情况下，可以省略坐标中心转换步骤。
进一步的，步骤S1还包括将所述第一获取单元111获取的所述环境数据进行去噪处理。所述去噪模块12将所述环境数据进行去噪处理，后续步骤中使用的环境数据优选为去噪处理后的环境数据。具体的，包括滤除所述环境数据中的疑似噪点和包含所述移动平台自身部分的数据，但不限于以上列出的两种数据，还可以为其它类型的数据。
环境数据采用点云数据时，剔除所述环境数据中疑似噪点的方法包括：通过判断所述环境数据中每个点的反射强度，并设定强度阈值T，当反射强度小于强度阈值T，则判断其为疑似噪点，进行滤除；其中强度阈值T＝kr1+C，其中C表示常数，k表示强度衰减率，r1表示点到所述飞行器的距离。
若采用双目相机时建立的环境数据是格栅化的，而且格栅尺寸比较大，则是通过判断环境数据中每个格栅的占有率，如果占有率低于阈值，则判断其为疑似噪点，进行滤除。
剔除所述环境数据中包括所述移动平台自身部分的数据包括：以所述移动平台为圆心设置一个过滤半径R，将落在所述过滤半径R内的数据去除。若步骤S1中没有将所述环境数据的坐标系转换成所述移动平台为中心的极坐标的步骤，则以传感器为圆心设置一个过滤半径。
所述移动平台自身的部分剔除方法还可以通过所述移动平台的几何模型来判断环境数据中包含所述移动平台的部分，并进行去除。
需要说明的是，当所述环境数据中不包含所述移动平台自身的部分，则剔除所述环境数据中包含所述移动平台自身部分的数据步骤省略。
步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；
具体的，通过所述障碍物识别模块13识别所述环境数据中是否有障碍物。所述障碍物识别模块13通过对所述环境数据中的物体边缘进行识别作为判断是否有障碍物的依据。具体通过所述识别点与所述移动平台的距离数据对极坐标的角度取导，如果导数的绝对值高于设定阈值，则判断该处为物体边缘：在实际应用中停留在处理二维环境数据上，但判断三维环境中的物体边缘也是这个原理。
当环境中的障碍物，尤其是相邻障碍物数量较多时，会降低算法的稳定性，所以我们将距离不远的障碍物视为一个大障碍物。具体的，判断两个障碍物距离远不远有两个量，分别是分离角度与绝对距离，当这两个量都高于对应设定阈值时，则认为这两个障碍物距离较远，判断其为两个独立的障碍物；反之，则判断其为一个障碍物进行计算。
在识别出环境数据中的每个障碍物后，所述障碍物识别模块13并读取每一障碍物的障碍物信息，所述障碍物信息包括在α角与θ角上的起始角度与终止角度、与所述移动平台的最近距离及所述最近距离发生的角度，其中α角表示点与所述移动平台的连线与所述移动平台所在水平面形成的垂直方向上的夹角，θ角表示点与所述移动平台的连线与所述移动平台目标朝向所述形成的水平方向上的夹角。
所述移动平台当前的运动状态通过所述第二获取单元112获取，其中，所述移动平台当前的运动状态包括运动速度和运动方向。
步骤S3：根据所述障碍物信息和所述移动平台当前的运动状态，计算所述移动平台的最高安全速度；
具体的，通过所述第一处理单元141计算所述移动平台的最高安全速度。所述最高安全速度是根据距离最近的障碍物与所述移动平台的距离计算得出，所述最高安全速度可以保证所述移动平台在到达障碍物的安全距离前能够刹停。在实际运用中，给所述最高安全速度施加一个单向或双向的低通滤波，以减少所述移动平台行为变化突然的情况。所述最高安全速度的计算方法如下：
请结合图5，为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中最高安全速度的计算方法示意图。其中V1、V3均为定值，V2为变量：
给所述最高安全速度Vsafe施加了一个单向的低通滤波：
Vsafe,t,filtered＝0.95×Vsafe,t-1+0.05×Vsafe,t
此低通滤波只有在|Vsafe,t|>|Vsafe,t-1|时才会启用，可有效减少移动平台在全速离开障碍物时因速度变化较快发生的不稳定情况。
步骤S4：计算所述移动平台的目标运动速度并控制所述移动平台按所述目标运动速度运动；其中所述目标运动速度小于等于所述最高安全速度；
具体的，通过所述第二处理单元142计算获取所述移动平台的目标运动速度。当所述移动平台的运动速度大于所述最高安全速度，则所述第一控制单元151控制所述移动平台的速度降至所述最高安全速度，方向不变，此时最高安全速度为移动平台的所述目标运动速度；当所述移动平台的运动速度小于所述最高安全速度，则所述第一控制单元151控制所述移动平台的速度不变，此时所述移动平台本身的运动速度为所述目标运动速度。
步骤S5：设定距离阈值，判断所述障碍物与所述移动平台的距离与所述距离阈值的关系，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台对所述障碍物绕行；当所述障碍物与所述移动平台的距离大于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。
具体的，可设定距离阈值为5m、8m或10m，或者根据具体情况赋予其它数值。所述判断单元153判断所述障碍物与所述移动平台的距离与距离阈值的关系，所述第二控制单元152根据所述判断单元143反馈的信息，控制所述移动平台运动，具体为当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台对所述障碍物绕行；当所述障碍物与所述移动平台的距离大于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。
优选的，控制所述移动平台对所述障碍物绕行的步骤包括：剔除所述目标运动速度在所述障碍物方向上的分量，获得最终目标运动速度向量，所述移动平台执行所述最终目标运动速度向量。
请结合参阅图6，为图3所示移动平台自动规避碰撞的方法中移动平台对障碍物绕行的计算方法示意图。其中a表示目标运动速度向量，b表示目标运动速度在目标障碍物方向上的分量，c表示最终目标运动向量。
目标运动速度向量在所述目标障碍物方向上的分量可以通过向量点乘计算出来：
目标运动速度向量在目标障碍物方向上的分量＝目标运动速度向量·目标障碍物相对于飞行器的位置向量
需要说明的是，所述环境数据中的障碍物不限于一个，当识别到所述环境数据中的所述障碍物的数量为多个时，对每个所述障碍物执行步骤S5。
实施例4
请参阅图7，为本发明提供的自动规避碰撞系统的另一实施例的结构示意图。所述自动规避碰撞系统200包括获取模块21、去噪模块22、障碍物识别模块23、处理模块24及控制模块25。其中所述获取模块21、获取模块22、障碍物识别模块23及控制模块25分别与实施例1中对应的功能模块相同，在此不做赘述。
与实施例1不相同的是，所述处理模块24包括第一处理单元241、第二处理单元242、判断单元243、第三处理单元244和第四处理单元245，其中所述第一处理单元241、第二处理单元242、判断单元243、第三处理单元244与实施例1中的对应功能模块相同，即在实施例1的基础上所述处理模块24增加了所述第四处理单元245。
所述第四处理单元245用于根据所述移动平台前的运动状态计算风险范围，以使所述移动平台自动规避碰撞所述风险范围内的障碍物。
风险范围的意思是根据所述移动平台当前的运动方向，设定一个容易与障碍物发生碰撞的区域范围，使所述移动平台在所述风险范围内提前减速，以避免与障碍物发生碰撞。所述风险范围的形状可以根据具体情况自己设置。例如，当所述环境数据为二维数据时，设计所述风险范围为扇形；当所述环境数据为三维数据时，设计所述风险范围为圆锥形。本实施方式中，采用二维数据，因此对应的风险范围为圆锥形，圆锥形的角度是90度，高为30米，圆锥形的高为所述移动平台水平运动方向，顶点位于所述移动平台的中心点。
实施例5
本发明提供一种移动平台20，请结合参阅图8，为本发明提供的移动平台的另一实施例的结构示意图。所述移动移动平台20包括实施例4中的所述自动规避碰撞系统200，根据所述自动规避碰撞系统200控制所述移动平台20自动规避障碍物。
实施例6
本发明提供一种移动平台自动规避碰撞的方法。请结合参阅图9，为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的另一实施例的流程示意图。所述移动平台自动规避碰撞的方法，包括如下步骤：
步骤S1a，与实施例3中的步骤S1对应相同，在此不做赘述；
步骤S2a，获取所述移动平台当前的运动状态，根据所述移动平台当前的运动状态计算风险范围，并在所述风险范围内识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息；
其中，获取所述移动平台当前的运动状态的步骤与实施例3中对应相同。
根据所述移动平台当前的运动状态计算风险范围，具体为：所述第四处理单元245根据所述移动平台前的运动状态计算风险范围，并将所述风险范围外的环境数据滤除，以使所述移动平台自动规避碰撞所述风险范围内的障碍物。
其中，风险范围的意思是根据所述移动平台当前的运动方向，设定一个容易与障碍物发生碰撞的区域范围，使所述移动平台在所述风险范围内提前减速，以避免与障碍物发生碰撞。所述风险范围的形状可以根据具体情况自己设置。例如，当所述环境数据为二维数据时，设计所述风险范围为扇形；当所述环境数据为三维数据时，设计所述风险范围为圆锥形。本实施方式中，采用二维数据，因此对应的风险范围为圆锥形，圆锥形的角度是90度，高为30米，圆锥形的高为所述移动平台水平运动方向，顶点位于所述移动平台的中心点。
所述风险范围有时候会(部分)落在传感器侦测范围之外，例如飞机在往后飞但我们没有飞机尾巴方向的环境数据。如果风险范围完全落在感知范围之外，则调整风险范围至其与感知范围重合的部分。
所述障碍物识别模块23在所述风险范围内识别是否有障碍物存在，当存在障碍物时，并获取所述障碍物信息。
步骤S3a-S5a，且步骤S3a-S5a的内容与实施例3中步骤S3-S5对应相同，在此不做赘述。
实施例7
请参阅图10，为本发明提供的自动规避碰撞系统的又一实施例的结构示意图。所述自动规避碰撞系统300包括获取模块31、去噪模块32、障碍物识别模块33、处理模块34及控制模块35。其中所述获取模块31、获取模块32、障碍物识别模块33及控制模块35分别与实施例1中对应的功能模块相同，在此不做赘述。
与实施例1不相同的是，所述处理模块34包括第一处理单元341、第二处理单元342、判断单元343、第三处理单元344和第四处理单元345，其中所述第一处理单元341、第二处理单元342、判断单元343、第三处理单元344与实施例1中的对应功能模块对应相同，即在实施例1的基础上所述处理模块34增加了所述第四处理单元345。
所述第四处理单元345用于根据所述移动平台当前的运动状态滤除预设距离范围外的环境数据，以使所述移动平台自动规避碰撞所述预设距离范围内的障碍物。
所述预设距离范围可根据实际情况调整，其半径可以为5m、8m或10m等不同数值。将所述预设距离范围外的环境数据进行滤除，可提高障碍物识别的精确度。
实施例8
本发明提供一种移动平台30，请结合参阅图11，为本发明提供的移动平台的又一实施例的结构示意图。所述移动移动平台30包括实施例7中的所述自动规避碰撞系统300，根据所述自动规避碰撞系统300控制所述移动平台30自动规避障碍物。
实施例9
本发明提供一种移动平台自动规避碰撞的方法。请结合参阅图12，为本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法的又一实施例的流程示意图。所述移动平台自动规避碰撞的方法，包括如下步骤：
步骤S1b，与实施例3中的步骤S1对应相同，在此不做赘述；
步骤S2b，获取所述移动平台当前的运动状态，根据所述移动平台当前的运动状态滤除所述预设距离范围外的环境数据，并在所述预设距离范围内识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息，以得到专门为精确识别近距离障碍物而修改过的环境数据；
其中，获取所述移动平台当前的运动状态的步骤与实施例3中对应相同。
根据所述移动平台当前的运动状态滤除所述预设距离范围外的环境数据，以使所述移动平台自动规避碰撞所述阈值范围内的障碍物。具体的，所述第四处理单元345根据所述移动平台当前的运动状态滤除预设距离范围外的环境数据，以使所述移动平台自动规避碰撞所述预设距离范围内的障碍物。其中所述预设距离范围可根据实际情况调整，其半径可以为5m、8m或10m等不同数值。将所述预设距离范围外的环境数据进行滤除，可提高障碍物识别的精确度。
所述障碍物识别模块33在所述预设距离范围内识别是否有障碍物存在，当存在障碍物时，并获取所述障碍物信息。
步骤S3b-S5b，且步骤S3b-S5b的内容与实施例3中步骤S3-S5对应相同，在此不做赘述。
与相关技术相比，本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法有益效果在于：通过本发明提供的移动平台自动规避碰撞的方法，使所述移动平台在接近所述障碍物是时可自动绕开障碍物，可有效地对环境中的障碍物作出反应，使飞行器不会主动与障碍物发生碰撞，提高了飞行器躲避障碍物的安全性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：获取移动平台周边环境的环境数据；
步骤S2：识别环境数据中是否有障碍物，当存在障碍物时，获取所述障碍物信息及所述移动平台当前的运动状态；
步骤S3：根据所述障碍物信息和所述移动平台当前的运动状态，计算所述移动平台的最高安全速度；
步骤S4：计算所述移动平台的目标运动速度并控制所述移动平台按所述目标运动速度运动；其中所述目标运动速度小于等于所述最高安全速度；
步骤S5：设定距离阈值，判断所述障碍物与所述移动平台的距离与所述距离阈值的关系，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于所述距离阈值时，控制所述移动平台对所述障碍物绕行；当所述障碍物与所述移动平台的距离大于所述距离阈值时，控制所述移动平台执行当前运动状态。
2.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S5中，控制所述移动平台对所述障碍物绕行的步骤包括：剔除所述目标运动速度在所述障碍物方向上的分量，获得最终目标运动速度向量，所述移动平台执行所述最终目标运动速度向量。
3.根据权利要求2所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，当识别到所述环境数据中的所述障碍物的数量为多个时，对每个所述障碍物执行步骤S5。
4.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S2中还包括根据所述移动平台当前的运动状态计算风险范围的步骤，步骤S2-S5中的所述障碍物为所述风险范围内的障碍物。
5.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S2中还包括根据所述移动平台当前的运动状态滤除预设距离范围外的环境数据，步骤S2-S5中的所述障碍物为预设距离范围内的障碍物。
6.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S2中，障碍物识别步骤包括：对所述环境数据中的物体边缘进行识别。
7.根据权利要求1-7中任一项所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S1还包括对所述环境数据进行去噪处理步骤。
8.根据权利要求1所述的移动平台自动规避碰撞的方法，其特征在于，步骤S1还包括坐标系转换步骤：将所述环境数据的坐标系转换成以所述移动平台为中心的极坐标。
9.一种自动规避碰撞系统，其特征在于，包括获取模块、障碍物识别模块、处理模块、及控制模块，其中：
所述获取模块，用于获取移动平台周边环境的环境数据及所述移动平台当前的运动状态；
所述障碍物识别模块，用于识别所述环境数据中是否有障碍物，并读取所述障碍物信息；
所述处理模块，用于根据所述移动平台当前的运动状态和所述障碍物信息计算获得所述移动平台的最高安全速度和目标运动速度；并用于判断所述障碍物与所述移动平台的距离与设定距离阈值的关系，当所述障碍物与所述移动平台的距离小于等于设定距离阈值时，计算所述移动平台对所述障碍物绕行的运动参数；
所述控制模块，用于根据所述处理模块反馈的信息控制所述移动平台避开所述障碍物。
10.一种移动平台，其特征在于，包括权利要求9所述的自动规避碰撞系统。
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