CN115016515A - 无人机用障碍物探测预警*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机障碍物探测技术领域,具体涉及无人机用障碍物探测预警***,包括第一探测器、***、处理器、飞行控制器、第二探测器和预警器;第一探测器探测障碍物信息;***对飞行位置进行定位;处理器对从第一探测器获取的障碍物信息进行识别,得到障碍物参数;飞行控制器根据飞行位置和从处理器获取的障碍物参数控制无人机进行避障飞行;处理器获取内部时钟信息并判断是否为移动目标的活动时间段,若是,处理器向第二探测器发送探测信号;第二探测器探测移动目标的移动信息,处理器根据移动信息判断是否具有移动目标,若是,处理器向预警器发送预警信息。本发明在活动时间段才进行移动目标的探测,减小一直探测耗费的能量。
Description
技术领域
本发明涉及无人机障碍物探测技术领域,具体涉及无人机用障碍物探测预警***。
背景技术
无人机是由动力驱动、机上无人驾驶,且能够重复使用的航空器。无人机分为民用和军用,无人机在民用的多个领域得到了广泛的应用,例如无人机在在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾等领域的应用。
为了无人机的稳定飞行,以不撞上障碍物,执行完预设的任务,目前,无人机通常是通过搭载激光、雷达、或超声***进行飞行过程中障碍物信息的探测,然后由无人机上的处理器进行障碍物信息的运算,得到障碍物参数,让飞行控制器根据障碍物参数进行无人机的飞行控制。
但是,无人机飞行环境中,存在很多的不确定障碍物,例如飞鸟、牲畜、电线或捕鸟网等,这些不确定障碍物因自身的快速移动性或尺寸特点,会让现有的激光、雷达、或超声***的障碍物探测具有误差,导致无人机撞击上障碍物引起故障。如果持续对这些不确定障碍物进行探测,会增大无人机的功耗,从而导致大大降低无人机的续航能力。
发明内容
本发明意在提供一种无人机用障碍物探测预警***,以在不增大太多功耗的前提下对不确定障碍物进行探测。
本方案中的无人机用障碍物探测预警***,包括位于无人机上的第一探测器、***、处理器和飞行控制器;
第一探测器,用于对无人机飞行时的障碍物信息进行探测,并发送至处理器;
***,用于对无人机的飞行位置进行定位,并将飞行位置发送至飞行控制器;
处理器,用于对从第一探测器获取的障碍物信息进行识别,得到障碍物参数发送至飞行控制器;
飞行控制器,用于根据飞行位置和从处理器获取的障碍物参数控制无人机进行避障飞行;
还包括第二探测器和预警器;
所述处理器获取内部时钟信息,并判断时钟信息是否为移动目标的活动时间段,若是,所述处理器向第二探测器发送探测信号;
第二探测器,用于根据探测信号探测移动目标的移动信息,并发送至处理器,所述处理器根据移动信息判断是否具有移动目标,若是,所述处理器向预警器发送预警信息;
预警器,用于根据从处理器收到的预警信息进行预警驱赶移动目标。
本方案的有益效果是:
在无人机飞行过程中,通过第一探测器对障碍物信息进行探测,由处理器从障碍物信息中识别障碍物参数,让飞行控制器根据障碍物参数和飞行位置控制无人机进行避障飞行;同时,由处理器获取内部时钟信息进行,是否位于移动目标的活动时间段的判断,若是,则向第二探测器发送探测信号,让第二探测器根据探测信号进行移动目标的移动信息的探测,由处理器判断移动信息中是否具有移动目标,例如飞行鸟类,若有,则处理器向预警器发送预警信息进行预警驱赶移动目标,降低无人机撞上无人机的概率。提高移动目标探测准确性,还通过在活动时间段才进行移动目标的探测,减小一直探测耗费的能量。
进一步,还包括后台服务器,所述后台服务器获取***的飞行位置,并根据飞行位置判断移动目标的类型信息,所述后台服务器根据类型信息匹配出预设的活动时间段,并发送至处理器。
有益效果是:通过后台服务器根据无人机的飞行位置匹配出移动目标的活动时间段,提高让无人机进行移动目标探测的准确性。
进一步,所述后台服务器根据类型信息判断移动目标的聚集程度,并判断聚集程度是否大于阈值,当聚集程度大于阈值时,所述后台服务器再根据类型信息匹配出活动时间段。
有益效果是:通过类型信息判断移动目标的聚集程度,并在聚集程度较大时才匹配活动时间段,减小移动目标探测的频次,降低无人机探测移动目标的能耗。
进一步,所述后台服务器在匹配出活动时间段后获取季节信息,所述后台服务器将季节信息与预设季节进行对比,当季节信息为预设季节时,所述后台服务器根据预设季节判断活动时间段的持续时长,所述后台服务器根据持续时长对活动时间段进行纠正。
有益效果是:当无人机所处环境的季节信息为预设季节时,对预设季节的持续时长进行判断,并依据持续时长对活动时间段进行纠正,提高活动时间段的准确性。
进一步,所述预设季节包括春季、夏季和秋季,所述后台服务器将活动时间段延长至持续时长。
有益效果是:由于移动目标在不同季节的活动时间段会不同,根据预设季节进行修正,提高活动时间段的准确性。
进一步,所述预警器为声音播放器,所述声音播放器的播放口周围固设有喇叭状的围挡片。
有益效果是:通过声音播放器进行预警,并设置围挡片,能够让声音更集中,以提高驱赶走前方鸟类的几率。
进一步,所述第二探测器朝着倾斜向天空一侧拍摄多张飞行图像作为移动信息,所述第二探测器拍摄的倾斜角度为倾斜于水平向30°-60°,所述处理器判断多张飞行图像上是否具有孤立的点,当飞行图像上具有孤立的点时,所述处理器判断具有移动目标。
有益效果是:通过将拍摄角度倾斜设置,能够减少飞行图像上背景上的其他物体,减少其他物体作为背景时覆盖移动目标造成的干扰,提高移动目标判断的准确性。
进一步,所述第二探测器每隔预设时长按照预设频率拍摄多张飞行图像。
有益效果是:第二探测器,不是一直进行探测,降低所耗费的能量。
附图说明
图1为本发明无人机用障碍物探测预警***实施例一的原理框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
实施例一
无人机用障碍物探测预警***,如图1所示:包括位于无人机上的第一探测器、***、处理器、飞行控制器、第二探测器和预警器,还包括后台服务器,后台服务器与无人机进行无线通信,例如通过3G/4G/5G移动通信网进行无线通信。
第一探测器用于对无人机飞行时的障碍物信息进行探测,第一探测器信号连接处理器,第一探测器将障碍物信息发送至处理器,第一探测器可用现有的超声或红外探测器,障碍物信息可以是超声或红外探测器对障碍物探测得到的距离信号和方位信号等,第一探测器以超声或红外技术进行障碍物的探测为现有技术,在此不再赘述。
***用于对无人机的飞行位置进行定位,***信号连接处理器,***将飞行位置发送至飞行控制器,***可用现有的惯性定位远离进行飞行位置的定位,***对无人机的飞行位置的定位为现有技术,在此不再赘述。
处理器用于对从第一探测器获取的障碍物信息进行识别,得到障碍物参数发送至飞行控制器,处理器使用现有的算法从障碍物信息中识别障碍物参数,障碍物参数例如障碍物的方位、距离和宽度等,处理器可用现有的SOC芯片。
飞行控制器用于根据飞行位置和从处理器获取的障碍物参数控制无人机进行避障飞行,飞行控制器可用现有无人机的控制器,飞行控制器根据现有的算法以障碍物参数和飞行位置进行避障飞行。
后台服务器获取***的飞行位置,后台服务器可以是后台的PC主机,后台服务器根据飞行位置判断移动目标的类型信息,飞行位置与类型信息的配对关系预先存储,类型信息为移动目标的类型,例如A飞行位置处的移动目标的类型信息主要为麻雀、燕子,后台服务器根据类型信息匹配出预设的活动时间段,活动时间段为活动目标的活跃或觅食时间,后台服务器将活动时间段发送至处理器。
处理器获取内部时钟信息,时钟信息为处理器内部的时钟,处理器判断时钟信息是否为移动目标的活动时间段,时钟信息包括时间和日期信息,即判断时钟信息是否位于活动时间段内,若时钟信息位于活动时间段内,处理器向第二探测器发送探测信号,探测信号可以是通电信号。
第二探测器用于根据探测信号探测移动目标的移动信息并发送至处理器,第二探测器朝着倾斜向天空一侧拍摄多张飞行图像作为移动信息,第二探测器可用现有的摄像头,第二探测器每隔预设时长按照预设频率拍摄多张飞行图像,预设时长为十分钟,预设频率为三十秒,拍摄六张飞行图像,第二探测器拍摄的倾斜角度为倾斜于水平向30°-60°,倾斜角度优选45°;处理器根据移动信息判断是否具有移动目标,即处理器判断多张飞行图像上是否具有孤立的点,处理器先将飞行图像进行灰度处理,然后通过比较各相邻像素间的亮度差别,亮度产生突变的地方就是边缘像素,将这些边缘像素点连接到一起就形成了边缘图像,以该边缘图像作为移动目标的识别,若是,即当飞行图像上具有孤立的点时,处理器判断具有移动目标,处理器向预警器发送预警信息,预警信息可以是语音信息;预警器用于根据从处理器收到的预警信息进行预警驱赶移动目标,预警器为声音播放器,声音播放器的播放口周围焊接有喇叭状的围挡片。
具体实施过程如下:
在无人机飞行过程中,通过第一探测器对障碍物信息进行探测,由处理器从障碍物信息中识别障碍物参数,将障碍物参数发送至飞行控制器,让飞行控制器根据障碍物参数和飞行位置控制无人机进行避障飞行。在无人机进行避障飞行的同时,由后台服务器获取无人机上***的飞行位置,并通过后台服务器根据无人机的飞行位置匹配出移动目标的活动时间段,将活动时间段发送至处理器。
由处理器获取内部时钟信息,并判断获取当前的时钟信息是否位于移动目标的活动时间段内,若时钟信息位于活动时间段内,则由处理器向第二探测器发送探测信号,让第二探测器根据探测信号进行移动目标的移动信息的探测,即每隔预设时长按照预设频率拍摄多张飞行图像作为移动信息,让处理器判断移动信息中是否具有移动目标,例如识别飞行图像中是否具有飞行鸟类,若移动信息中具有移动目标,则处理器向预警器发送预警信息进行预警驱赶移动目标,以主动方式主动驱赶走移动目标,降低无人机撞上无人机的概率。在通过间歇性拍摄飞行图像识别移动目标,以提高移动目标探测准确性,还通过在活动时间段才进行移动目标的探测,减小一直探测耗费的能量。
实施例二
无人机用障碍物探测预警***,与实施例一的区别在于,后台服务器根据类型信息判断移动目标的聚集程度,即根据移动目标的类型判断其聚集特性,聚集程度可以通过数量进行表示,例如麻雀的聚集程度为二十,后台服务器判断聚集程度是否大于阈值,阈值根据实际能够对无人机的飞行产生影响的聚集程度进行设置,例如阈值设置成八,当聚集程度大于阈值时,后台服务器再根据类型信息匹配出活动时间段,即在移动目标具有较大程度的聚集特性时才匹配活动时间段。
由于单个或极少量的几个移动目标即使撞击到无人机,也不会对无人机产生很大的影响,而当移动目标的数量太多时,连续对无人机进行撞击会造成损坏或降低无人机的飞行速度,所以,本实施例通过类型信息判断移动目标的聚集程度,并在聚集程度较大时才匹配出活动时间段,以该活动时间段启动进行移动目标的探测,减小移动目标探测的频次,降低无人机探测移动目标的能耗。
实施例三
无人机用障碍物探测预警***,与实施例一的区别在于,后台服务器在匹配出活动时间段后获取季节信息,后台服务器将季节信息与预设季节进行对比,预设季节包括春季、夏季和秋季,当季节信息为预设季节时,后台服务器根据预设季节判断活动时间段的持续时长,后台服务器根据持续时长对活动时间段进行纠正,纠正方式为,后台服务器将活动时间段延长至持续时长。
由于部分移动目标在不同季节时的活动时间段会不同,本实施例中当无人机所处环境的季节信息为预设季节时,对预设季节的持续时长进行判断,并依据持续时长对活动时间段进行纠正,提高活动时间段的准确性。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.无人机用障碍物探测预警***,包括位于无人机上的第一探测器、***、处理器和飞行控制器;
第一探测器,用于对无人机飞行时的障碍物信息进行探测,并发送至处理器;
***,用于对无人机的飞行位置进行定位,并将飞行位置发送至飞行控制器;
处理器,用于对从第一探测器获取的障碍物信息进行识别,得到障碍物参数发送至飞行控制器;
飞行控制器,用于根据飞行位置和从处理器获取的障碍物参数控制无人机进行避障飞行;
其特征在于:
还包括第二探测器和预警器;
所述处理器获取内部时钟信息,并判断时钟信息是否为移动目标的活动时间段,若是,所述处理器向第二探测器发送探测信号;
第二探测器,用于根据探测信号探测移动目标的移动信息,并发送至处理器,所述处理器根据移动信息判断是否具有移动目标,若是,所述处理器向预警器发送预警信息;
预警器,用于根据从处理器收到的预警信息进行预警驱赶移动目标。
2.根据权利要求1所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:还包括后台服务器,所述后台服务器获取***的飞行位置,并根据飞行位置判断移动目标的类型信息,所述后台服务器根据类型信息匹配出预设的活动时间段,并发送至处理器。
3.根据权利要求2所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述后台服务器根据类型信息判断移动目标的聚集程度,并判断聚集程度是否大于阈值,当聚集程度大于阈值时,所述后台服务器再根据类型信息匹配出活动时间段。
4.根据权利要求3所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述后台服务器在匹配出活动时间段后获取季节信息,所述后台服务器将季节信息与预设季节进行对比,当季节信息为预设季节时,所述后台服务器根据预设季节判断活动时间段的持续时长,所述后台服务器根据持续时长对活动时间段进行纠正。
5.根据权利要求4所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述预设季节包括春季、夏季和秋季,所述后台服务器将活动时间段延长至持续时长。
6.根据权利要求1所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述预警器为声音播放器,所述声音播放器的播放口周围固设有喇叭状的围挡片。
7.根据权利要求1所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述第二探测器朝着倾斜向天空一侧拍摄多张飞行图像作为移动信息,所述第二探测器拍摄的倾斜角度为倾斜于水平向30°-60°,所述处理器判断多张飞行图像上是否具有孤立的点,当飞行图像上具有孤立的点时,所述处理器判断具有移动目标。
8.根据权利要求7所述的无人机用障碍物探测预警***,其特征在于:所述第二探测器每隔预设时长按照预设频率拍摄多张飞行图像。
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