一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，包括步驟：步驟S1.確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息；步驟S2.計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離；步驟S3.剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)。本發(fā)明能夠在預(yù)處理過程中提取無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機(jī)航跡規(guī)劃的速度和安全性。
【專利說明】一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人機(jī)自主航跡規(guī)劃領(lǐng)域，尤其涉及一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002]未知環(huán)境中，環(huán)境信息對(duì)無人機(jī)而言是不明確的或不充分甚至完全沒有的。僅根據(jù)傳感器所獲得的無人機(jī)自身狀態(tài)信息很容易產(chǎn)生積累誤差，因此由于外部環(huán)境信息的匱乏，其中包括環(huán)境的表示、環(huán)境特征的提取等技術(shù)，無人機(jī)無法進(jìn)行精確定位并進(jìn)行航跡規(guī)劃。目前，利用無人機(jī)機(jī)身上搭載的圖像或是聲學(xué)測(cè)距傳感器等獲取未知環(huán)境的障礙點(diǎn)信息，數(shù)據(jù)量巨大，并且存在大量無效的障礙點(diǎn)信息，嚴(yán)重影響到后續(xù)航跡規(guī)劃的處理速度和規(guī)劃精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明鑒于上述情況而作出，其目的是提供一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，能夠在預(yù)處理過程中提取無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機(jī)航跡規(guī)劃的速度和安全性。
[0004]本發(fā)明提供一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，包括步驟:
[0005]步驟SI，確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。
[0006]步驟S2，計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離。
[0007]步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)。
[0008]其中，步驟SI中，所述確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息包括:
[0009]根據(jù)無人機(jī)上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點(diǎn)檢測(cè)傳感器中的至少一種確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。
[0010]步驟S2中，所述計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離包括:
[0011]依據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離。
[0012]進(jìn)一步地，步驟S3中，所述剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)包括:
[0013]步驟S301，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為無人機(jī)前進(jìn)飛行方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0014]步驟S302，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0015]步驟S303，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)與相鄰障礙點(diǎn)之間的幾何距離是否大于無人機(jī)橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點(diǎn)，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0016]步驟S304，經(jīng)過上述三步判斷后，將所有得以保留的障礙點(diǎn)作為無一人有效飛行路徑障礙點(diǎn)進(jìn)行提取，并建立有效路徑障礙點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0017]進(jìn)一步地，步驟S3之后還包括:根據(jù)提取的有效飛行路徑的障礙點(diǎn)進(jìn)行航跡規(guī)劃。
[0018]本發(fā)明能夠在預(yù)處理過程中提取無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機(jī)航跡規(guī)劃的速度和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法的處理流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法的子流程處理示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的有效路徑障礙點(diǎn)提取示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0023]本發(fā)明提供一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，能夠在預(yù)處理過程中提取無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機(jī)航跡規(guī)劃的速度和安全性。
[0024]如圖1，圖2所示，一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，包括步驟:
[0025]步驟SI，根據(jù)無人機(jī)上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點(diǎn)檢測(cè)傳感器中的至少一種確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。
[0026]步驟S2，依據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離。
[0027]步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)。
[0028]進(jìn)一步地，步驟S3中，所述剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)包括:
[0029]步驟S301，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為無人機(jī)前進(jìn)飛行方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0030]步驟S302，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0031]步驟S303，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)與相鄰障礙點(diǎn)之間的幾何距離是否大于無人機(jī)橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點(diǎn)，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除。
[0032]步驟S304，經(jīng)過上述三步判斷后，將所有得以保留的障礙點(diǎn)作為無一人有效飛行路徑障礙點(diǎn)進(jìn)行提取，并建立有效路徑障礙點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0033]其中，步驟S301、步驟S302與步驟S303并無必然的先后順序，其是由不同條件觸發(fā)的。
[0034]進(jìn)一步地，步驟S3之后還包括:根據(jù)提取的有效飛行路徑的障礙點(diǎn)進(jìn)行航跡規(guī)劃。
[0035]如圖3所示，當(dāng)檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是無人機(jī)飛行前進(jìn)方向上的，且不是地面上或垂直上空上的障礙點(diǎn)時(shí)，將相鄰障礙點(diǎn)的空間距離與無人機(jī)橢球體外形輪廓短軸距離進(jìn)行比較，若前者大于后者，則認(rèn)為無人機(jī)可從這兩點(diǎn)間穿越，該路徑視為有效路徑，該障礙點(diǎn)視為有效路徑障礙點(diǎn)，予以保留。
[0036]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種無人機(jī)有效飛行路徑障礙點(diǎn)提取方法，其特征在于，包括步驟: 步驟Si，確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息； 步驟S2，計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離； 步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SI中，所述確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息包括: 根據(jù)無人機(jī)上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點(diǎn)檢測(cè)傳感器中的至少一種確定檢測(cè)到的障礙點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，所述計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離包括: 依據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算兩兩障礙點(diǎn)之間的空間距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述剔除非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，并提取有效飛行路徑的障礙點(diǎn)包括: 步驟S301，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為無人機(jī)前進(jìn)飛行方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除； 步驟S302，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點(diǎn)，如果是，則保留該點(diǎn)，進(jìn)行下步判斷，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除； 步驟S303，判斷檢測(cè)到的障礙點(diǎn)與相鄰障礙點(diǎn)之間的幾何距離是否大于無人機(jī)橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點(diǎn)，否則將所述障礙點(diǎn)視為非有效路徑的障礙點(diǎn)野值，予以剔除； 步驟S304，經(jīng)過上述三步判斷后，將所有得以保留的障礙點(diǎn)作為無一人有效飛行路徑障礙點(diǎn)進(jìn)行提取，并建立有效路徑障礙點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3之后還包括:根據(jù)提取的有效飛行路徑的障礙點(diǎn)進(jìn)行航跡規(guī)劃。
【文檔編號(hào)】G01C21/20GK104197940SQ201410245585
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】周樹道, 王敏, 文滋木, 劉志華, 張水平, 馬忠良, 常昊天 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)