【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机避障，尤其涉及一种低空巡检无人机飞行避障方法及系统。
技术介绍
1、巡检无人机部署在野外环境中，主要在作业现场无人值守时对作业现场进行巡检，可以节省通勤成本，巡检无人机进行低空巡检时会遇到诸如其他无人机、风筝、气球、起飞或降落状态的大型飞机、鸟类等障碍物。
2、目前，国内外关于无人机避障方面已有广泛的研究，一般依赖于三维高程地图、双目摄像机以及其他高精度设备来实现，例如专利公开号：cn108062109a，公开日：2018年05月22日，专利技术创造名称为：无人机避障方法，该申请案公开了一种无人机避障方法，包括：s1：在无人机上安装激光器及卫星定位接收机；s2：无人机飞行过程中，通过激光器采集无人机周围的障碍物信息；s3：将三维地图库导入无人机的信息处理模块，将采集的障碍物信息进行坐标转换，并在三维地图库中搜索出目标区域的三维地图；s4：根据目标区域的三维地图，重新规划飞行路线，实现无人机自主避障。该申请案的目的在于克服现有无人机避障技术难以准确自主避障的不足，提供了一种能够准确自主避障的无人机避障方法。
3、然而，无人机避障涉及多条因素，包括无人机避障时的速度调整与方向调整、无人机避障时的路线规划等，上述无人机避障方法的申请案显然对巡检无人机的速度调整与方向调整的考虑不足，其次，上述无人机避障方法的申请案基于三维地图来实现无人机避障时的路线规划，这种方式在受到自然因素如大雾天气时，不能够及时检测前方障碍物，再接近障碍物再检测时往往来不及躲避障碍物，最后，仅依靠三维地图进行路线规划的方
4、因此，如何设计一种新型的无人机避障方法以实现灵活自主避障，是现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种低空巡检无人机飞行避障方法及系统，可以设计一种新型的无人机避障方法以实现灵活自主避障。
2、第一方面，本专利技术提供了一种低空巡检无人机飞行避障方法，包括：
3、采集巡检无人机的待避障物体，其中，所述待避障物体包括非自由飞行障碍与自由飞行障碍，采集所述非自由飞行障碍的航线信息，利用所述航线信息识别所述巡检无人机的飞行区域，在所述飞行区域内飞行所述巡检无人机之后，利用所述巡检无人机检测所述飞行区域内是否存在所述待避障物体；
4、在利用所述巡检无人机检测所述飞行区域内存在所述待避障物体时，采集所述待避障物体处的风向与风速，在所述巡检无人机中检测所述待避障物体的飞行方向与飞行速度，利用所述风向、所述风速、所述飞行方向及所述飞行速度识别所述待避障物体是否为所述非自由飞行障碍；
5、在识别所述待避障物体为所述非自由飞行障碍时，查询所述巡检无人机与所述非自由飞行障碍之间的无人机-非自由障碍距离，分别计算所述巡检无人机的无人机范围与所述非自由飞行障碍的障碍范围；
6、利用所述无人机范围与所述障碍范围设置所述巡检无人机与所述非自由飞行障碍之间的安全距离，基于所述无人机-非自由障碍距离与所述安全距离，利用所述巡检无人机对所述非自由飞行障碍进行第一飞行避障，得到第一飞行避障结果；
7、在识别所述待避障物体不为所述非自由飞行障碍时，利用所述风向与所述风速生成所述自由飞行障碍的飞行路径，根据所述飞行路径，利用所述巡检无人机对所述自由飞行障碍进行第二飞行避障，得到第二飞行避障结果；
8、将所述第一飞行避障结果与所述第二飞行避障结果作为所述巡检无人机的飞行避障结果。
9、在第一方面的一种可能实现方式中，所述在所述飞行区域内飞行所述巡检无人机，包括：
10、查询所述巡检无人机的航行路线是否处于所述飞行区域内；
11、在所述巡检无人机的航行路线未处于所述飞行区域内时，提取所述巡检无人机的航行路线未处于所述飞行区域内的第一目标点；
12、根据所述航行路线与所述第一目标点，利用下述公式计算所述巡检无人机的避障触发点：
13、a≤t≤b
14、xa(t)≤x(t)≤xb(t)
15、ya(t)≤y(t)≤yb(t)
16、za(t)≤z(t)≤zb(t)
17、
18、其中，(xa(t),ya(t),za(t))表示避障触发点，l表示航行路线中从避障触发点至第一目标点的路线长度，x(t)表示航行路线中从避障触发点至第一目标点的路线在x轴上的曲线参数方程，y(t)表示航行路线中从避障触发点至第一目标点的路线在y轴上的曲线参数方程，z(t)表示航行路线中从避障触发点至第一目标点的路线在z轴上的曲线参数方程，xa(t)表示避障触发点在x轴上的值，ya(t)表示避障触发点在y轴上的值，za(t)表示避障触发点在z轴上的值，xb(t)表示第一目标点在x轴上的值，yb(t)表示第一目标点在y轴上的值，zb(t)表示第一目标点在z轴上的值，t表示受x(t)、y(t)、z(t)约束的自变量，a表示受xa(t)、ya(t)、za(t)约束的值，b表示受xb(t)、yb(t)、zb(t)约束的值，t0表示巡检无人机在遇到障碍物时完成180度的转向所需要的时长，v0表示巡检无人机的平均飞行速度；
19、利用所述避障触发点对所述航行路线进行路线规划，得到规划路线；
20、计算所述规划路线与所述航行路线之间的路线相似度；
21、基于所述路线相似度，从所述规划路线中确定所述巡检无人机的最终路线；
22、在所述最终路线上飞行所述巡检无人机。
23、在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述避障触发点对所述航行路线进行路线规划，得到规划路线，包括：
24、获取所述航行路线的起始点与终止点；
25、从所述避障触发点开始搜索所述避障触发点周边的坐标点及所述坐标点周边的其他坐标点；
26、直至搜索到的所述坐标点与所述其他坐标点中存在所述终止点时，利用所述坐标点与所述其他坐标点生成所述避障触发点至所述终止点之间的初始路线；
27、按照从所述终止点开始至所述避障触发点结束的顺序，从所述初始路线上查询是否存在与所述航行路线一致的第一路线；
28、在所述初始路线上查询存在与所述航行路线一致的第一路线时，获取所述初始路线上除所述第一路线之外的第二路线，并获取所述航行路线上属于所述起始点与所述避障触发点之间的第三路线；
29、依次拼接所述第三路线、所述第二路线及所述第一路线，得到所述规划路线。
30、在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述巡检无人机检测所述飞行区域内是否存在所述待避障物体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低空巡检无人机飞行避障方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述飞行区域内飞行所述巡检无人机，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述避障触发点对所述航行路线进行路线规划，得到规划路线，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述巡检无人机检测所述飞行区域内是否存在所述待避障物体，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述风向、所述风速、所述飞行方向及所述飞行速度识别所述待避障物体是否为所述非自由飞行障碍，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述巡检无人机的无人机范围与所述非自由飞行障碍的障碍范围，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述无人机范围与所述障碍范围设置所述巡检无人机与所述非自由飞行障碍之间的安全距离，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述无人机-非自由障碍距离与所述安全距离，利用所述巡检无人机对所述非自
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述计算所述巡检无人机对所述非自由飞行障碍进行第一飞行避障时的避障速度与避障方向，包括：
10.一种低空巡检无人机飞行避障系统，其特征在于，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低空巡检无人机飞行避障方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述飞行区域内飞行所述巡检无人机，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述避障触发点对所述航行路线进行路线规划，得到规划路线，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述巡检无人机检测所述飞行区域内是否存在所述待避障物体，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述风向、所述风速、所述飞行方向及所述飞行速度识别所述待避障物体是否为所述非自由飞行障碍，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李江黎，罗锦宏，何有祝，文磊，
申请(专利权)人：航翼深圳无人机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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