CN114167890B - 一种无人飞行装置智能避障方法 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了无人飞行装置智能避障方法,获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向;获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,根据所述地形类型选择避障策略,并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令;通过无人飞行装置实时获取的无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向,以及无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,选择最佳的避障策略,并根据给出的相应的飞行指令进行避障,此外,根据障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功,并调整无人飞行装置的飞行方向,解决了现有技术中无人飞行装置无法在不同飞行环境中准确避障的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于无人飞行领域,涉及避障方法,具体是一种无人飞行装置智能避障方法。
背景技术
在传统技术中也有无人直升机避障系统。避障系统包括机载信号采集模块以及设置于飞控系统内的机载避障分析模块。将采集的模拟信号转换为数字信号后,将周围的环境信息发送给分析模块,机载避障分析模块发送指令给飞控系统,由飞控系统控制计算机发送给无人机。传统技术中的避障系统直接将获取的信息进行分析,误差较大,并且系统设计复杂,需要一些大型器件组成,体积庞大。
虚拟战场仿真是虚拟现实技术在战场仿真领域中的具体应用,对指挥控制、作战推演、辅助决策等具体有重要意义。虚拟战场仿真主要包括飞机、坦克、人物的自由移动,导弹发射、躲避障碍物、摧毁目标等。在起伏不定的地形上,无人飞行装置在飞行过程中需要躲避前方山脉或者建筑物,最终到达目的地或摧毁目标。目前,在复杂的山脉地形和建筑群中,大部分通过无人机或导弹在飞行过程中实时向正前方发送射线,依据回波信息判断前方障碍物或地形山脉,该方法在飞行过程中需要针对大量的回波信息进行计算以实时判断前方地形进行避障,该方法受限于发送射线的范围,很难反映前方地形的整貌和高度,从而无法准确的计算出躲避的俯仰角,只能通过一个预给值去调节俯仰角,无法做到准确避障。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于,提供一种无人飞行装置智能避障方法,解决现有技术中无人飞行装置无法在不同飞行环境中准确避障的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案予以实现:
一种无人飞行装置智能避障方法,包括以下步骤:
获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向;
获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,所述飞行环境包括地形类型、障碍物位置信息及高度信息;
根据所述地形类型选择避障策略,并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令;
所述无人飞行装置根据飞行指令飞行;
获取所述障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功;
若避障成功,调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向。
本发明还包括以下技术特征:
所述避障方法在避障成功并调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向后,还包括:
判断所述无人飞行装置的当前高度是否高于预设高度保持值,若是,则基于二者的高度差及预设水平调整距离调节所述无人飞行装置的俯角,直至所述无人飞行装置的飞行高度低于所述飞行高度保持值后恢复至初始飞行方向。
当所述地形类型为山脉地形时,选择山脉地形避障策略;
所述山脉地形避障策略为依据预设扇形区域内山脉的高度调节所述无人飞行装置的俯角。
所述基于所述山脉地形避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令,包括:
判断所述无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的山脉高度,若所述无人飞行装置的飞行高度高于所述山脉高度,则继续保持直线飞行;
若所述无人飞行装置的飞行高度低于所述山脉高度,则计算出所述无人飞行装置的飞行高度与所述山脉高度之间的高度差,并结合所述无人飞行装置与所述山脉间的水平距离,获得所述无人飞行装置飞行的俯角作为飞行指令输出。
当所述地形类型为建筑群地形时,选择建筑群地形避障策略;
所述建筑群地形避障策略为基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径。
所述基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径,具体包括:
获取所述无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内建筑物的分布、间距和高度;
基于所述建筑物高度规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述避障时间确定避障路径。
所述基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,包括:
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径;
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径。
所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径,具体过程包括以下步骤:
Q1,若建筑物返回的最小相对角度为正时,则无人飞行装置向左偏航15度;若建筑物返回的最小相对角度为负时,则无人飞行装置向右偏航15度,
Q2,实时获取向量m与向量n之间的夹角β,当夹角β的度数不小于90度时,无人飞行装置返回至初始航向角继续航行,避障结束;
所述向量m为起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置的当前位置;所述向量n的起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置开始偏转的位置。
所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径,具体过程包括以下步骤;
P1,找到正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物,求出两座相邻建筑物间的距离S,并与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s比较,若距离S大于最小间隙距离s,则无人飞行装置可以从两座相邻建筑物之间通过,无需进行避障,若距离S小于最小间隙距离s,则不能通过,执行步骤P2~P3;
P2,分别找出正区域和负区域内相对角度最大的两座相邻建筑物,比较两座相邻建筑物的相对角度的大小,若正区域内的相对角度较小,则无人飞行装置向右偏航15度,若负向区域内相对角度较小,则无人飞行装置向左偏航15度;
P3,偏航后,在飞行过程中,若监测到有建筑物出现在预设扇形区域内,则根据P1的方法判断是否可以通过;
所述最小间隙为无人飞行装置飞行水平安全间隔。
所述的文件为Asset Bundle文件。
本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
(Ⅰ)通过无人飞行装置实时获取的无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向,以及无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,选择最佳的避障策略,并根据给出的相应的飞行指令进行避障,此外,根据障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功,并调整无人飞行装置的飞行方向,解决了现有技术中无人飞行装置无法在不同飞行环境中准确避障的技术问题。
(Ⅱ)本发明给出了复杂山脉和建筑群中不同的避障方法,在山脉避障过程中,获取山脉的高度,并通过改变无人机飞行的俯仰角使得无人飞行装置飞行高度发生变化,进而实现避障;在建筑群避障过程中,通过获取建筑群在无人飞行装置正前方预设扇形区域的相对角度,进而确定无人飞行装置的避障方向,随后将改变无人飞行装置的偏航角来绕开建筑群,实现了避障。
附图说明
图1为本发明中避障的流程图;
图2为本发明中两种情况下避障的流程图;
图3为发明中无人飞行装置遇到山脉地形时的避障结构示意图;
图4为发明中无人飞行装置遇到建筑群时的避障结构示意图;
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
需要说明的是,本发明中的山脉地形高度、建筑物高度、飞行高度、高度保持值均是指各自的海拔高度。
需要说明的是,本发明中的正值与负值分别指的是无人飞行装置飞行方向正前方的右侧和左侧。
需要说明的是,本发明中的所有零部件,在没有特殊说明的情况下,均采用本领域已知的零部件。
以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
本发明给出了一种无人飞行装置智能避障方法,如图1所示,包括以下步骤:
获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向;
获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,所述飞行环境包括地形类型、障碍物位置信息及高度信息;
根据所述地形类型选择避障策略,并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令;
所述无人飞行装置根据飞行指令飞行;
获取所述障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功;
若避障成功,调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向。
上述技术方案中,通过无人飞行装置实时获取的无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向,以及无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,选择最佳的避障策略,并根据给出的相应的飞行指令进行避障,此外,根据障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功,并调整无人飞行装置的飞行方向,解决了现有技术中无人飞行装置无法在不同飞行环境中准确避障的技术问题。
具体的,所述避障方法在避障成功并调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向后,还包括:
判断所述无人飞行装置的当前高度是否高于预设高度保持值,若是,则基于二者的高度差及预设水平调整距离调节所述无人飞行装置的俯角,直至所述无人飞行装置的飞行高度低于所述飞行高度保持值后恢复至初始飞行方向。
具体的,当所述地形类型为山脉地形时,选择山脉地形避障策略;
所述山脉地形避障策略为依据预设扇形区域内山脉的高度调节所述无人飞行装置的俯角。
在山脉避障过程中,获取山脉的高度,并通过改变无人机飞行的俯仰角使得无人飞行装置飞行高度发生变化,进而实现避障。
具体的,所述基于所述山脉地形避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令,包括:
判断所述无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的山脉高度,若所述无人飞行装置的飞行高度高于所述山脉高度,则继续保持直线飞行;
若所述无人飞行装置的飞行高度低于所述山脉高度,则计算出所述无人飞行装置的飞行高度与所述山脉高度之间的高度差,并结合所述无人飞行装置与所述山脉间的水平距离,获得所述无人飞行装置飞行的俯角作为飞行指令输出。
具体的,当所述地形类型为建筑群地形时,选择建筑群地形避障策略;
所述建筑群地形避障策略为基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径。
通过实验得知,以在山脉间飞行避障为例做实验,根据公式求出避障时的俯仰角和航向角,以飞行速度为200KM/H计算出改变俯仰角避障和改变航向角避障所需时间,得出改变俯仰角避障的时间小于改变航向角避障的时间,所以根据能量守恒定律得出无人飞行装置在山脉间飞行时,选择改变俯仰角避障为最优选择。
在建筑群避障过程中,通过获取建筑群在无人飞行装置正前方预设扇形区域的相对角度,进而确定无人飞行装置的避障方向,随后将改变无人飞行装置的偏航角来绕开建筑群,实现了避障。
具体的,所述基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径,具体包括:
获取所述无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内建筑物的分布、间距和高度;
基于所述建筑物高度规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述避障时间确定避障路径。
具体的,所述基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,包括:
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径;
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径。
具体的,所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径,具体过程包括以下步骤:
Q1,若建筑物返回的最小相对角度为正时,则无人飞行装置向左偏航15度;若建筑物返回的最小相对角度为负时,则无人飞行装置向右偏航15度,
Q2,实时获取向量m与向量n之间的夹角β,当夹角β的度数不小于90度时,无人飞行装置返回至初始航向角继续航行,避障结束;
所述向量m为起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置的当前位置;所述向量n的起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置开始偏转的位置。
具体的,所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径,具体过程包括以下步骤;
P1,找到正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物,求出两座相邻建筑物间的距离S,并与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s比较,若距离S大于最小间隙距离s,则无人飞行装置可以从两座相邻建筑物之间通过,无需进行避障,若距离S小于最小间隙距离s,则不能通过,执行步骤P2~P3;
P2,分别找出正区域和负区域内相对角度最大的两座相邻建筑物,比较两座相邻建筑物的相对角度的大小,若正区域内的相对角度较小,则无人飞行装置向右偏航15度,若负向区域内相对角度较小,则无人飞行装置向左偏航15度;
P3,偏航后,在飞行过程中,若监测到有建筑物出现在预设扇形区域内,则根据P1的方法判断是否可以通过;
所述最小间隙为无人飞行装置飞行水平安全间隔。
具体的,所述的文件为Asset Bundle文件。
实施例:
本实施例给出了一种无人飞行装置智能避障方法,如图2所示,包括以下步骤:
步骤1,搭建虚拟场景,将无人飞行装置模型导入到搭建好的虚拟场景中;
步骤2,下载预设地区的卫星贴图和高程图并打包成步骤一搭建的虚拟场景可以加载的文件,将文件加载形成真实的地貌地形,并在真实的地貌地形上加载出建筑物模型;
步骤3,将避障管理模块加载到无人飞行装置模型上,给定飞行高度保持值和飞行方向;
步骤4,启动无人飞行装置避障单元,无人飞行装置开始飞行,无人飞行装置前方的预设扇形区域检测当前无人飞行装置的飞行环境;
当检测到建筑群,同时山脉避障方法返回的地形高度低于当前飞行高度时,选择通过调整无人飞行装置的偏航方向实现避障的建筑群避障方法;
当没有检测到建筑群,同时山脉避障方法返回的地形高度高于当前飞行高度时,选择通过调整无人飞行装置的俯仰角实现避障的山脉地形避障方法;
当检测到建筑群,同时山脉避障方法返回的地形高度高于当前飞行高度时,选择通过调整无人飞行装置的俯仰角实现避障的山脉地形避障方法。
在本实施例中,预设扇形区域的角度范围为30度,预设扇形区域的半径为3公里,以无人飞行装置的飞行方向为基准分为左右各15度,其中,左为负15度,右为正15度。
具体的,通过调整无人飞行装置的俯仰角实现避障的山脉地形避障方法实现避障具体包括以下步骤:
S1,获取无人飞行装置前方的3公里的山脉地形的高度,判断无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的地形高度,若无人飞行装置的飞行高度高于地形高度,则继续保持直线飞行,若无人飞行装置的飞行高度低于地形高度,则计算出无人飞行装置的飞行高度与前方山脉地形的高度之间高度差,利用公式1求出高度差对应的弧度值g,利用公式2将弧度值转换为角度值f;
其中:
g表示高度差对应的弧度值;
f表示弧度值g转化后的角度值;
h1表示无人飞行装置飞行高度;
h2表示山脉地形高度;
R表示无人飞行装置与山脉地形之间的距离;
S2,将无人飞行装置的飞行方向平滑旋转至仰角f,无人飞行装置沿角度f飞行;
S3,避障成功后,无人飞行装置飞行方向平滑旋转至俯角f,恢复至初始飞行方向飞行;
S4,判断当前无人飞行装置的飞行高度是否高于给定的飞行高度保持值,若是则跳转至S5,若不是则避障结束;
S5,采用公式3并根据当前无人飞行装置的飞行高度和飞行高度保持值的高度差计算出需要下降的俯角q,根据公式4将弧度值q转换为角度值k,将无人飞行装置的飞行方向平滑旋转至俯角k,直到无人飞行装置的飞行高度低于给定的飞行高度保持值,将无人飞行装置的飞行方向平滑旋转至仰角k,恢复至初始飞行方向飞行,避障结束;
其中:
h3表示小时飞行高度保持值;
X表示将无人机装置从飞行高度h1降至飞行高度保持值h3所对应的预设水平距离,即在预设水平距离X范围内将飞行高度h1降至h3。
具体的,通过调整无人飞行装置的偏航方向实现避障的建筑群避障方法具体过程包括以下步骤:
s1,获取到建筑物的位置信息;
位置信息包括经经度、纬度和高度;
s2,根据建筑物的位置信息监测无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内的建筑物的数量和相对角度值,当监测到一座或多座建筑物出现在预设扇形区域内时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负实现避障;当监测到一座或多座建筑物出现在预设扇形区域内时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来实现避障;
具体的,当监测到一座或多座建筑物出现在预设扇形区域内时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负实现避障的具体过程包括以下步骤:
Q1,若建筑物返回的最小相对角度为正时,则无人飞行装置向左偏航15度;若建筑物返回的最小相对角度为负时,则无人飞行装置向右偏航15度,
Q2,实时获取向量m与向量n之间的夹角β,当夹角β的度数不小于90度时,无人飞行装置返回至初始航向角继续航行,避障结束;
向量m为起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置的当前位置;向量n的起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置的为开始偏转的位置。
具体的,当监测到出现在预设扇形区域内的建筑物的相对角度有正有负时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来实现避障的具体过程包括以下步骤;
P1,找到正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物,求出两座相邻建筑物间的距离S,并与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s比较,若距离S大于最小间隙距离s,则无人飞行装置可以从两座相邻建筑物之间通过,无需进行避障,若距离S小于最小间隙距离s,则不能通过,执行步骤P2~P3;
P2,分别找出正区域和负区域内相对角度最大的两座相邻建筑物,比较两座相邻建筑物的相对角度的大小,若正区域内的相对角度较小,则无人飞行装置向右偏航15度,若负向区域内相对角度较小,则无人飞行装置向左偏航15度;
P3,偏航后,在飞行过程中,若监测到有建筑物出现在预设扇形区域内,则根据P1的方法判断是否可以通过;如若不能,获取预设扇形区域内的最高建筑物高度,按照s1~s2进行避障。
最小间隙为无人飞行装置飞行水平安全间隔。
具体的,文件为Asset Bundle文件。
实测例1:
某空军基地发射某型号无人机前往某地执行侦察任务,无人机向北起飞成功后保持2000米高度飞行:
步骤一,无人机前方扇形区域检测无建筑群信息,同时获取到前方3000米地形高度为3500米,无人机当前飞行高度与地形的高度差为1500米;
步骤二,通过计算无人机向上以26.3°的俯仰角飞行,无人机在向上飞行过程中仍然实时获取前方3000米的地形高度;此时获取到的地形高度为4000米,当前无人机爬升高度为3000米,高度差为1000米;
步骤三,无人机继续以26.3°的俯仰角飞行,飞行过程中实时获取到前方3000米的地形高度,当无人机高度爬升至4000米,并且实时获取到的地形高度低于4000米,视为避障成功;
步骤四,无人机向下以5°的俯仰角飞行3000米,在下降过程中实时获取到的地形高度都低于当前飞行高度,直至无人机下降至2000米高度,继续保持初始向北飞行方向飞行。
实测例2:
某火箭军发射一枚导弹摧目标基地,导弹发射成功后,为了避开敌方雷达监测,保持低空飞行。
步骤一,导弹前方扇形区域检测到建筑群信息,同时获取到前方3000米的地形高度低于当前飞行高度;
步骤二,建筑返回的相对角度为正10°,坐标为(300,250,100);记录导弹的坐标(100,200,50),则n向量为(-200,-50,-50);
步骤三,导弹向左偏航飞行15°飞行,导弹的瞬时位置为(90,200,60),则m向量为(-210,-50,-40),瞬时β角为20°;
步骤四,导弹在向左偏航飞行时,实时检测到扇形区域无建筑信息,并且返回地形高度低于当前飞行高度;
步骤五,导弹继续向左偏航飞行,获取导弹的瞬时位置为(-400,200,-200),则β角为90°,视为避障成功,无人机向右偏航15°,回到初始航线继续航行。
Claims (4)
1.一种无人飞行装置智能避障方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取无人飞行装置的当前位置信息、飞行高度和初始飞行方向;
获取无人飞行装置前方预设扇形区域内的飞行环境,所述飞行环境包括地形类型、障碍物位置信息及高度信息;
根据所述地形类型选择避障策略,并基于所述避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令;
所述无人飞行装置根据飞行指令飞行;
当所述地形类型为建筑群地形时,选择建筑群地形避障策略;
所述建筑群地形避障策略为基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径;
所述基于预设扇形区域内建筑物的间距、建筑物高度和避障时间预估规划所述无人飞行装置的避障路径,具体包括:
获取所述无人飞行装置飞行时正前方预设扇形区域内建筑物的分布、间距和高度;
基于所述建筑物高度规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,并评估所需避障时间;
基于所述避障时间确定避障路径;
获取所述障碍物与所述无人飞行装置的相对位置,判断是否避障成功;所述基于所述建筑物的分布区域和间距规划避障路径,包括:
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径;
当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径;
所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度只有正值或者只有负值时,通过判断最小相对角度的正负规划避障路径,具体过程包括以下步骤:
Q1,若建筑物返回的最小相对角度为正时,则无人飞行装置向左偏航15度;若建筑物返回的最小相对角度为负时,则无人飞行装置向右偏航15度,
Q2,实时获取向量m与向量n之间的夹角β,当夹角β的度数不小于90度时,无人飞行装置返回至初始航向角继续航行,避障结束;
所述向量m为起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置的当前位置;所述向量n的起点为相对角度最小的建筑物,终点为无人飞行装置开始偏转的位置;
所述当预设扇形区域内有一座或多座建筑物出现时,且相对角度既有正值也有负值时,通过比较正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物间的距离S与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s来规划避障路径,具体过程包括以下步骤;
P1,找到正区域和负区域内相对角度最小的两座相邻建筑物,求出两座相邻建筑物间的距离S,并与无人飞行装置可以通过的最小间隙距离s比较,若距离S大于最小间隙距离s,则无人飞行装置可以从两座相邻建筑物之间通过,无需进行避障,若距离S小于最小间隙距离s,则不能通过,执行步骤P2~P3;
P2,分别找出正区域和负区域内相对角度最大的两座相邻建筑物,比较两座相邻建筑物的相对角度的大小,若正区域内的相对角度较小,则无人飞行装置向右偏航15度,若负向区域内相对角度较小,则无人飞行装置向左偏航15度;
P3,偏航后,在飞行过程中,若监测到有建筑物出现在预设扇形区域内,则根据P1的方法判断是否可以通过;
所述最小间隙为无人飞行装置飞行水平安全间隔;
若避障成功,调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向。
2.如权利要求1所述的无人飞行装置智能避障方法,其特征在于,所述避障方法在避障成功并调整所述无人飞行装置至所述初始飞行方向后,还包括:
判断所述无人飞行装置的当前高度是否高于预设高度保持值,若是,则基于二者的高度差及预设水平调整距离调节所述无人飞行装置的俯角,直至所述无人飞行装置的飞行高度低于所述飞行高度保持值后恢复至初始飞行方向。
3.如权利要求1所述的无人飞行装置智能避障方法,其特征在于,当所述地形类型为山脉地形时,选择山脉地形避障策略;
所述山脉地形避障策略为依据预设扇形区域内山脉的高度调节所述无人飞行装置的俯角。
4.如权利要求3所述的无人飞行装置智能避障方法,其特征在于,所述基于所述山脉地形避障策略以及所述障碍物的位置信息和高度信息输出飞行指令,包括:
判断所述无人飞行装置的飞行高度是否高于前方的山脉高度,若所述无人飞行装置的飞行高度高于所述山脉高度,则继续保持直线飞行;
若所述无人飞行装置的飞行高度低于所述山脉高度,则计算出所述无人飞行装置的飞行高度与所述山脉高度之间的高度差,并结合所述无人飞行装置与所述山脉间的水平距离,获得所述无人飞行装置飞行的俯角作为飞行指令输出。
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