CN110262561A - 一种无人机自动避障方法 - Google Patents

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严景斌
周封
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Abstract

本发明公开了一种无人机自动避障方法,所述无人机本体包括手动控制模块和自动控制模块,所述手动控制模块和所述自动控制模块均包括红外传感器、制动***、数据采集分析***。所述红外传感器设有六个,分别为前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器。该无人机设有两种模式,一种是手动控制模式,另一种是自动控制模式,两种模式在遇到障碍物之前都会做出紧急避障的措施,不仅灵活性强,而且相比传统避障方法,该无人机在空间的上下左右前后方向都能检测到障碍物,更加保障无人机在飞行中的安全,也避免无人机不会被其他飞行物撞毁。

Description

一种无人机自动避障方法
技术领域:
本发明涉及无人机领域,具体为一种无人机自动避障方法。
背景技术:
无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称,从技术角度定义可以分为:无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。随着科技的进步,无人机的应用越来越广泛,尤其涉及到无人机避障领域,现有的无人机避障方法功能比较单一,灵活性差,往往在自动模式下实现避障,而在手动控制下不能实现自动避障,而且现有的无人机只能对无人机的前后左右进行避障,不能对无人机在空中的整个空间进行避障,而且在手动模式下,不能实现遇到障碍物报警的功能,不能实现障碍物定位、不能为用户提供更加合理的飞行路线。
发明内容:
本发明的目的是针对现有技术的缺陷,提供一种无人机自动避障方法,以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种无人机自动避障方法,包括无人机本体,其特征在于,所述无人机本体包括手动控制模块和自动控制模块,所述手动控制模块和所述自动控制模块均包括红外传感器、制动***、数据采集分析***,所述红外传感器设有六个,分别为前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器,且依次安装在所述无人机本体的前端、后端、左端、右端、上端和下端,所述红外传感器与所述手动控制模块和所述自动控制模块内的所述数据采集分析***相连,所述手动控制模块内的数据采集分析***分别与报警***和自动制停模块相连,所述自动制停模块与障碍物定位模块相连,所述障碍物定位模块与推荐飞行路线模块相连,所述自动控制模块内的数据采集分析***与制动***和方向控制模块相连;具体避障方法包括以下步骤:
S1:开启手动控制模块或自动控制模块,让前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器接通电源;
S2:通过前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器检测到无人机前后左右上下与障碍物的距离;
S3:手动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于50cm的时候,报警***会发出报警,提醒用户哪个方位有障碍物,用户可以根据手动调节飞行方向,当用户继续保持无人机飞行的时候,无人机与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,自动制停模块会制停无人机,无人机不会移动,并通过障碍物定位模块对障碍物进行定位,然后再通过推荐飞行路线模块为用户提供飞行路线,供给用户参考;
S4:自动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,无人机内的制动***和方向控制模块,会控制无人机朝向离障碍物距离≥20cm的方向行驶,从而实现自动避障;
S5:当在自动控制模块进行降落的时候,通过自动控制模块切换到手动控制模块,当无人机底部的下红外传感器与地面位置小于等于20厘米的时候,通过手持无人机,关闭无人机电源,实现降落。
作为本发明的一种优选技术方案,所述前红外传感器、所述后红外传感器、所述左红外传感器、所述右红外传感器、所述上红外传感器和所述下红外传感器均通过螺丝固定在所述无人机本体上。
作为本发明的一种优选技术方案,所述无人机本体的内部设有蓄电池,所述蓄电池分别与所述红外传感器、所述制动***、所述数据采集分析***、所述报警***、所述自动制停模块、所述障碍物定位模块和所述推荐飞行路线模块电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述红外传感器的型号为Sharp GP2Y0A21红外测距传感器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述报警***包括信息分析模块、信息传送模块、信息接收模块和自动报警模块,所述信息分析模块通过所述信息传送模块和所述信息接收模块与所述自动报警模块相连,所述自动报警模块由蜂鸣器和闪光灯组成。
作为本发明的一种优选技术方案,所述障碍物定位模块和所述推荐飞行路线模块采用北斗卫星导航***。
作为本发明的一种优选技术方案,所述制动***有四个制动电机和螺旋桨构成,所述制动电机固定在所述无人机本体的四个拐角处。
本发明的有益效果是:该无人机设有两种模式,一种是手动控制模式,另一种是自动控制模式,两种模式在遇到障碍物之前都会做出紧急避障的措施,不仅灵活性强,而且相比传统避障方法,该无人机在空间的上下左右前后方向都能检测到障碍物,更加保障无人机在飞行中的安全,也避免无人机不会被其他飞行物撞毁。
附图说明:
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明无人机与红外传感器的侧视图。
图3为本发明无人机与红外传感器的俯视图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种无人机自动避障方法,包括无人机本体,无人机本体包括手动控制模块和自动控制模块,手动控制模块和自动控制模块均包括红外传感器、制动***、数据采集分析***,其特征在于,红外传感器设有六个,分别为前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器,且依次安装在无人机本体的前端、后端、左端、右端、上端和下端,红外传感器与手动控制模块和自动控制模块内的数据采集分析***相连,手动控制模块内的数据采集分析***分别与报警***和自动制停模块相连,自动制停模块与障碍物定位模块相连,障碍物定位模块与推荐飞行路线模块相连,自动控制模块内的数据采集分析***与制动***和方向控制模块相连;具体避障方法包括以下步骤:
S1:开启手动控制模块或自动控制模块,让前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器接通电源;
S2:通过前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器检测到无人机前后左右上下与障碍物的距离;
S3:手动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于50cm的时候,报警***会发出报警,提醒用户哪个方位有障碍物,用户可以根据手动调节飞行方向,当用户继续保持无人机飞行的时候,无人机与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,自动制停模块会制停无人机,无人机不会移动,并通过障碍物定位模块对障碍物进行定位,然后再通过推荐飞行路线模块为用户提供飞行路线,供给用户参考;
S4:自动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,无人机内的制动***和方向控制模块,会控制无人机朝向离障碍物距离≥20cm的方向行驶,从而实现自动避障;
S5:当在自动控制模块进行降落的时候,通过自动控制模块切换到手动控制模块,当无人机底部的下红外传感器与地面位置小于等于20厘米的时候,通过手持无人机,关闭无人机电源,实现降落。
前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器均通过螺丝固定在无人机本体上,无人机本体的内部设有蓄电池,蓄电池分别与红外传感器、制动***、数据采集分析***、报警***、自动制停模块、障碍物定位模块和推荐飞行路线模块电性连接,红外传感器的型号为Sharp GP2Y0A21红外测距传感器,报警***包括信息分析模块、信息传送模块、信息接收模块和自动报警模块,信息分析模块通过信息传送模块和信息接收模块与自动报警模块相连,自动报警模块由蜂鸣器和闪光灯组成,障碍物定位模块和推荐飞行路线模块采用北斗卫星导航***,制动***有四个制动电机和螺旋桨构成,制动电机固定在无人机本体的四个拐角处。
工作原理:一种无人机自动避障方法,使用的时候,开启手动控制模块让前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器接通电源;通过前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器检测到无人机前后左右上下与障碍物的距离;当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于50cm的时候,报警***会发出报警,会把信息传送到遥控器内,通过遥控器内的蜂鸣器和闪光灯进行报警,提醒用户无人机的四周方位有障碍物,用户可以根据手动调节飞行方向,当用户继续保持无人机飞行的时候,无人机与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,自动制停模块会制停无人机,无人机不会移动,并通过障碍物定位模块对障碍物进行定位,利用北斗卫星***进行定位并进行规划路线,然后再通过推荐飞行路线模块为用户提供飞行路线,供给用户参考;
开启自动控制模块让前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器接通电源;通过前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器检测到无人机前后左右上下与障碍物的距离;当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,无人机内的制动***和方向控制模块,会控制无人机朝向离障碍物距离≥20cm的方向行驶,从而实现自动避障;
当在自动控制模块进行降落的时候,通过自动控制模块切换到手动控制模块,当无人机底部的下红外传感器与地面位置小于等于20厘米的时候,通过手持无人机,关闭无人机电源,实现降落。
该无人机设有两种模式,一种是手动控制模式,另一种是自动控制模式,两种模式在遇到障碍物之前都会做出紧急避障的措施,不仅灵活性强,而且相比传统避障方法,该无人机在空间的上下左右前后方向都能检测到障碍物,更加保障无人机在飞行中的安全,也避免无人机不会被其他飞行物撞毁。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无人机自动避障方法,包括无人机本体,其特征在于,所述无人机本体包括手动控制模块和自动控制模块,所述手动控制模块和所述自动控制模块均包括红外传感器、制动***、数据采集分析***;所述红外传感器设有六个,分别为前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器,且依次安装在所述无人机本体的前端、后端、左端、右端、上端和下端,所述红外传感器与所述手动控制模块和所述自动控制模块内的所述数据采集分析***相连,所述手动控制模块内的数据采集分析***分别与报警***和自动制停模块相连,所述自动制停模块与障碍物定位模块相连,所述障碍物定位模块与推荐飞行路线模块相连,所述自动控制模块内的数据采集分析***与制动***和方向控制模块相连;具体避障方法包括以下步骤:
S1:开启所述手动控制模块或所述自动控制模块,让所述前红外传感器、所述后红外传感器、所述左红外传感器、所述右红外传感器、所述上红外传感器和所述下红外传感器接通电源;
S2:通过所述前红外传感器、所述后红外传感器、所述左红外传感器、所述右红外传感器、所述上红外传感器和所述下红外传感器检测到无人机前后左右上下与障碍物的距离;
S3:处于所述手动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于50cm的时候,报警***会发出报警,提醒用户哪个方位有障碍物,用户可以根据手动调节飞行方向,当用户继续保持无人机飞行的时候,无人机与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,自动制停模块会制停无人机,无人机不会移动,并通过障碍物定位模块对障碍物进行定位,然后再通过推荐飞行路线模块为用户提供飞行路线,供给用户参考;
S4:处于所述自动控制模块的时候,当无人机上的任意方位的红外传感器检测到与障碍物之间的距离小于等于20cm的时候,无人机内的制动***和方向控制模块,会控制无人机朝向离障碍物距离≥20cm的方向行驶,从而实现自动避障;
S5:当在所述自动控制模块进行降落的时候,通过自动控制模块切换到手动控制模块,当无人机底部的下红外传感器与地面位置小于等于20厘米的时候,通过手持无人机,关闭无人机电源 ,实现降落。
2.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述前红外传感器、后红外传感器、左红外传感器、右红外传感器、上红外传感器和下红外传感器均通过螺丝固定在所述无人机本体上。
3.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述无人机本体的内部设有蓄电池,所述蓄电池分别与所述红外传感器、所述制动***、所述数据采集分析***、所述报警***、所述自动制停模块、所述障碍物定位模块和所述推荐飞行路线模块电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述红外传感器为红外测距传感器。
5.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述报警***包括信息分析模块、信息传送模块、信息接收模块和自动报警模块,所述信息分析模块通过所述信息传送模块和所述信息接收模块与所述自动报警模块相连,所述自动报警模块由蜂鸣器和闪光灯组成。
6.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述障碍物定位模块和所述推荐飞行路线模块采用北斗卫星导航***。
7.根据权利要求1所述的一种无人机自动避障方法,其特征在于:所述制动***有四个制动电机和螺旋桨构成,所述制动电机固定在所述无人机本体的四个拐角处。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110824127A (zh) * 2019-10-23 2020-02-21 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所 智能化无人机水质监测巡航作业监测与报警控制方法
CN111694369A (zh) * 2020-07-09 2020-09-22 中国人民警察大学 一种警用无人机用的夜间巡视控制***
CN113050691A (zh) * 2021-03-25 2021-06-29 成都纵横自动化技术股份有限公司 一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质
WO2022016562A1 (zh) * 2020-07-22 2022-01-27 南京科沃信息技术有限公司 一种基于视觉的植保无人机避障***及其避障方法
CN114003056A (zh) * 2021-11-05 2022-02-01 天津云圣智能科技有限责任公司 无人机避障方法、装置、无人机及计算机可读存储介质
EP4087227A4 (en) * 2019-12-27 2023-08-09 Vivo Mobile Communication Co., Ltd. ELECTRONIC DEVICE
KR20230164330A (ko) * 2022-05-25 2023-12-04 한서대학교 산학협력단 드론용 회피 기동 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107703951A (zh) * 2017-07-27 2018-02-16 上海拓攻机器人有限公司 一种基于双目视觉的无人机避障方法及***
CN107885227A (zh) * 2017-11-30 2018-04-06 广州市华科尔科技股份有限公司 一种无人机自动避障方法
CN108106617A (zh) * 2017-12-16 2018-06-01 广东容祺智能科技有限公司 一种无人机自动避障方法
CN108334103A (zh) * 2017-12-21 2018-07-27 广州亿航智能技术有限公司 无人机多距离避障方法及避障***
US20180327091A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Gencore Candeo, Ltd. Systems and methods for response to emergency situations using unmanned airborne vehicles with improved functionalities

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180327091A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Gencore Candeo, Ltd. Systems and methods for response to emergency situations using unmanned airborne vehicles with improved functionalities
CN107703951A (zh) * 2017-07-27 2018-02-16 上海拓攻机器人有限公司 一种基于双目视觉的无人机避障方法及***
CN107885227A (zh) * 2017-11-30 2018-04-06 广州市华科尔科技股份有限公司 一种无人机自动避障方法
CN108106617A (zh) * 2017-12-16 2018-06-01 广东容祺智能科技有限公司 一种无人机自动避障方法
CN108334103A (zh) * 2017-12-21 2018-07-27 广州亿航智能技术有限公司 无人机多距离避障方法及避障***

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110824127A (zh) * 2019-10-23 2020-02-21 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所 智能化无人机水质监测巡航作业监测与报警控制方法
EP4087227A4 (en) * 2019-12-27 2023-08-09 Vivo Mobile Communication Co., Ltd. ELECTRONIC DEVICE
CN111694369A (zh) * 2020-07-09 2020-09-22 中国人民警察大学 一种警用无人机用的夜间巡视控制***
WO2022016562A1 (zh) * 2020-07-22 2022-01-27 南京科沃信息技术有限公司 一种基于视觉的植保无人机避障***及其避障方法
CN113050691A (zh) * 2021-03-25 2021-06-29 成都纵横自动化技术股份有限公司 一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN114003056A (zh) * 2021-11-05 2022-02-01 天津云圣智能科技有限责任公司 无人机避障方法、装置、无人机及计算机可读存储介质
KR20230164330A (ko) * 2022-05-25 2023-12-04 한서대학교 산학협력단 드론용 회피 기동 장치 및 방법
KR102651884B1 (ko) 2022-05-25 2024-03-27 한서대학교 산학협력단 드론용 회피 기동 장치 및 방법

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