飞行器及其避障方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种飞行器及其避障方法和系统，所述避障系统包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接；所述第二控制器用于判断所述摄像装置捕获的图像中是否存在障碍物，若存在，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若不存在，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。本发明专利技术弥补了现有的飞行器不能自动躲避障碍物的不足，能够使得所述飞行器脱离操控者的控制，自动避开前方的障碍物，防止飞行器发生撞击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞行器的避障领域，尤其涉及一种飞行器及其避障方法和系统。
技术介绍
飞行器在飞行过程如何避开障碍物是飞行控制的一大难题。现有技术中通常是依赖操控者的遥控水平，即操控者首先利用肉眼判断飞行器的周围是否有障碍物，然后通过遥控控制飞行器改变飞行的方向以躲避障碍物。然而，在实际操作中这种方式常常出现以下情况：1、如果飞行器已经飞到了操控者的视野之外，操控者就无法知道飞行器的周围是否有障碍物；2、即使操控者看见了障碍物，操控者也有可能出现操作不当，而使飞行器撞击障碍物。由此看来，无论上述哪种情况出现，飞行器都难免会撞击障碍物，导致损坏或损毁。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有的飞行器不能自动躲避障碍物的缺陷，提供一种能够自动躲避障碍物的飞行器及其避障方法和系统。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供一种飞行器的避障系统，其特点是，包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接；所述第二控制器用于判断所述摄像装置捕获的图像中是否存在障碍物，若存在，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若不存在，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。所述摄像装置捕获的图像即为所述飞行器前方的图像，如飞行器向东飞行，那么摄像装置捕获的就是东面的图像，向西飞行则捕获的就是西面的图像。本专利技术中改变所述飞行器的飞行方向可以为控制所述飞行器的飞行方向向上、下、左、右等任意方向移动。在改变所述飞行器的飞行方向之后，所述第二控制器会所述摄像装置最新捕获的图像来判断所述飞行器是否需要再次改变飞行方向。所述避障系统能够使得所述飞行器脱离操控者的控制，自动避开前方的障碍物，防止发生撞击，避免飞行器损坏。较佳地，所述云台控制系统包括一第一控制器、一第一电机和一第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别用于控制所述云台主体在三维坐标系的Pitch轴和Roll轴的轴向上的转动，所述第一控制器包括一平衡控制模块，所述平衡控制模块分别与所述第一电机、所述第二电机电连接，并且用于控制所述第一电机、所述第二电机的运转。本专利技术的所述云台控制系统可以仅设有Pitch轴和Roll轴的两轴电机，在第三轴Yaw轴的轴向则是固定的，无需设置对应的电机。这种情形下，所述平衡控制模块仅用于控制两轴电机的运转时的所述摄像装置的摄像方向向前，保证摄像装置的稳定性和平衡性。较佳地，所述云台控制系统还包括一第三电机，所述第三电机用于控制所述云台主体在三维坐标系的Yaw轴的轴向上的转动，所述平衡控制模块还与所述第三电机电连接、并用于控制所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的运转。这种情况下，通过三轴电机的运转控制所述摄像装置的方向，能够以更平稳的方式进行控制。本领域技术人员应当理解，Yaw轴为航向轴、Pitch轴为俯仰轴、Roll轴为横滚轴，绕航向轴的转动为相对于飞机前进方向的左右转动，绕俯仰轴的转动为相对于飞机前进方向的上下转动，绕横滚轴的转动为以机身长度方向为轴的转动。较佳地，还包括一测距模组；所述第二控制器还用于在判断出所述摄像装置捕获的图像中存在障碍物时，调用所述测距模组检测所述飞行器与所述障碍物之间的距离，若所述距离小于或等于一距离阈值，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若所述距离大于所述距离阈值，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。由于所述摄像装置捕获的图像往往都是二维平面的，所以增设测距模组可以辅助判断障碍物的位置，防止飞行器过早地改变飞行方向。较佳地，所述第二控制器还用于在判断出所述摄像装置捕获的图像中存在障碍物时，判断所述障碍物的高度是否高于所述飞行器的飞行高度，若是，则调高所述飞行器的飞行高度，若否，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。考虑到飞行器可能会飞到一个较为复杂的环境，很难保证捕获的图像中完全没有障碍物，所以通过计算障碍物的高度来判断是否需要调整飞行器的飞行高度，本技术方案能够减少调整飞行器的飞行情况的次数，避免频繁地调整飞行器，增加系统的负担。较佳地，所述避障系统包括多个摄像装置，该些摄像装置分别设于所述云台主体的不同方向上。多个摄像装置可以捕获多个方向上的图像，进而可以多方位的避障。如在所述云台主体的前后左右分别设置摄像装置，可以使飞行器无论向哪个方向飞行都能避障。较佳地，所述测距模组为一激光测距模组。所述激光测距模组采用现有技术即可实现，故在此不再赘述。较佳地，所述避障系统还包括一无线发送模块，所述无线发送模块用于将所述摄像装置捕获的图像发送至一用于控制所述飞行器的遥控器。其中，所述遥控器可以显示接收到的图像，以便于操控者查看飞行器前方是否有障碍物。较佳地，所述第二控制器还用于接收所述遥控器发出的控制信号并根据所述控制信号对所述飞行器进行控制。其中，所述控制可以包括改变飞行器的飞行方向和飞行速度等。所述避障系统不仅能够自动避开障碍物，还能通过执行遥控器发出的控制信号避开障碍物，实现了手动自动一体化。本专利技术还提供一种飞行器，其特点是，包括上述各优选条件任意组合的一种避障系统。本专利技术还提供一种飞行器的避障方法，其特点是，所述避障方法包括：S1、在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像；S2、判断捕获的图像中是否存在障碍物，若存在，则执行S3，若不存在，则执行S4；S3、根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向；S4、控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。较佳地，还包括；在S2判断出捕获的图像中存在障碍物时，执行T1；T1、检测所述飞行器与所述障碍物之间的距离，若所述距离小于或等于一距离阈值，则执行S3，若所述距离大于所述距离阈值，则执行S4。较佳地，还包括在S2判断出捕获的图像中存在障碍物时，执行P1；P1、判断所述障碍物的高度是否高于所述飞行器的飞行高度，若是，则调高所述飞行器的飞行高度，若否，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。较佳地，还包括以下步骤：将捕获的图像发送至一用于控制所述飞行器的遥控器。较佳地，还包括以下步骤：接收所述遥控器发出的控制信号并根据所述控制信号对所述飞行器进行控制。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的飞行器及其避障方法和系统能够使得所述飞行器脱离操控者的控制，减少操控者的控制压力，自动避开前方的障碍物，防止飞行器因发生撞击而造成损坏或损毁。并且，摄像装置的稳定性得到了很好的保证，为准确地避障提供了可靠的保障。附图说明图1为本专利技术的实施例的飞行器的避障系统的系统示意图。图2为本专利技术的实施例的图像示意图。图3为本专利技术的实施例的飞行器的避障方法的流程图。图4为本专利技术的实施例的飞行器的避障方法的另一流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例如图1所示，本实施例的避障系统包括一摄像装置11、一云台增稳系统和一第二控制器14。所述云台增稳系统包括一云台主体12和一云台控制系统13，所述云台主体12设置有所述摄像装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行器的避障系统，其特征在于，包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接；所述第二控制器用于判断所述摄像装置捕获的图像中是否存在障碍物，若存在，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若不存在，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器的避障系统，其特征在于，包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接；所述第二控制器用于判断所述摄像装置捕获的图像中是否存在障碍物，若存在，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若不存在，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。2.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述云台控制系统包括一第一控制器、一第一电机和一第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别用于控制所述云台主体在三维坐标系的Pitch轴和Roll轴的轴向上的转动，所述第一控制器包括一平衡控制模块，所述平衡控制模块分别与所述第一电机、所述第二电机电连接，并且用于控制所述第一电机、所述第二电机的运转。3.如权利要求2所述的避障系统，其特征在于，所述云台控制系统还包括一第三电机，所述第三电机用于控制所述云台主体在三维坐标系的Yaw轴的轴向上的转动，所述平衡控制模块还与所述第三电机电连接、并用于控制所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的运转。4.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，还包括一测距模组；所述第二控制器还用于在判断出所述摄像装置捕获的图像中存在障碍物时，调用所述测距模组检测所述飞行器与所述障碍物之间的距离，若所述距离小于或等于一距离阈值，则根据所述障碍物的位置改变所述飞行器的飞行方向，若所述距离大于所述距离阈值，则控制所述飞行器沿当前飞行方向飞行。5.如权利要求4所述的避障系统，其特征在于，所述测距模组为一激光测距模组。6.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述第二控制器还用
\t于在判断出所述摄像装置捕获的图像中存在障碍物时，判断所述障碍物的高度是否高于所述飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜，江文彥，
申请(专利权)人：优利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81