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一种无人机自动避障方法及系统、电子设备 

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申请/专利权人:青岛云世纪信息科技有限公司

摘要:本发明提供了一种无人机自动避障方法及系统、电子设备,所述方法包括:S100、获取预设飞行区域的障碍物区域的边界,及,预设航线;S200、根据所述边界和预设航线判断是否存在第一障碍点;S300、根据判断结果判定是否重新进行无人机路径规划。本发明利用预设飞行区域的地形数据和或CAD规划数据和或BIM模型数据实现多源数据三维拟合分析,解决了现有技术中仅基于二维地图实现航线规划、难以有效规避无人机与地物碰撞的问题,很大程度上提高了无人机飞行的安全性、可靠性、可用性和智能化程度,为无人机安全飞行,航线规划提供一种新思路。

主权项:1.一种无人机自动避障方法,其特征在于,所述方法包括:S100、获取预设飞行区域的障碍物区域的边界,及,预设航线;S200、根据所述边界和预设航线判断是否存在第一障碍点;S300、根据判断结果判定是否重新进行无人机路径规划;所述根据所述边界和预设航线判断是否存在第一障碍点,包括:S210、所述预设航线包括无人机依次经过的第一航点和第二航点,计算第一航点和第二航点形成的线段,判断所述边界和所述线段是否存在第一交点,若不存在,则不存在第一障碍点,若存在,计算第一交点的第一经纬度坐标,获取所述第一经纬度坐标对应的障碍物区域中的第一障碍物的海拔高度,及,无人机在所述第一经纬度坐标的预设飞行高度;S211、判断所述预设飞行高度和所述海拔高度的差值是否大于或等于第一预设阈值;若否,则所述第一交点为第一障碍点;若是,则所述第一航点和第二航点之间不存在障碍点;S212、按照上述方法计算预设航线中的其他第一障碍点;所述获取所述第一经纬度坐标对应的障碍物区域中的第一障碍物的海拔高度,包括:获取所述第一经纬度坐标所处的地形数据和地物类型,根据所述第一经纬度坐标所处的地形数据获取所述第一经纬度坐标的地形高度;判断第一障碍物的地物类型是否属于建筑物,并判断能够获取第一障碍物的CAD规划数据和或BIM模型数据,根据判断结果选择根据CAD规划数据和或BIM模型数据计算第一障碍物的第一本体高度;根据所述第一经纬度坐标所处的地形高度和第一本体高度计算第一障碍物的海拔高度;所述根据判断结果选择根据CAD规划数据和或BIM模型数据计算第一障碍物的第一本体高度,包括:若第一障碍物的地物类型为建筑物,且能够获取第一障碍物的BIM模型数据,根据BIM模型数据计算第一障碍物的第一本体高度;若第一障碍物的地物类型为建筑物、且能够获取第一障碍物的CAD规划数据、且不能获取第一障碍物的BIM数据,获取第一障碍物的CAD规划数据中的楼层数据,根据预设层高数据和所述楼层数据计算第一障碍物的第一本体高度;若第一障碍物的地物类型不是建筑物,获取第一障碍物的地物类型对应的预设本体高度,作为第一障碍物的第一本体高度;所述根据所述边界和预设航线判断是否存在第一障碍点,包括:S220、所述预设航线包括无人机依次经过的第一航点和第二航点,计算以第一航点为端点、并经由第二航点形成的射线,计算所述射线是否与所述边界存在第二交点,若不存在,则第一航点和第二航点之间不存在第一障碍点,若存在,计算第二交点的第二经纬度坐标,计算第二经纬度坐标和第一航点的第一距离,并计算第一航点和第二航点之间的第二距离;S221、判断第一距离是否大于或等于第二距离;若是,则第一航点和第二航点之间不存在第一障碍点;若否,则所述第二交点为第一障碍点;S222、按照上述方法计算预设航线中的其他第一障碍点;所述根据判断结果判定是否重新进行无人机路径规划,包括:若存在第一障碍点,判定需要重新进行无人机路径规划,重新进行无人机路径规划;若不存在第一障碍点,判定不需要重新进行无人机路径规划;所述重新进行无人机路径规划,包括:S310、通过第一航点和第二航点的连线,将所述障碍物区域分割为两个曲面,记作第一曲面和第二曲面;S311、计算第一航点与第一曲面的切线的切点,记为第一备选航点,计算第二航点与第一曲面的切线的切点,记为第二备选航点,将第一航点、第一备选航点、第二备选航点、第二航点作为第一备选航线;S312、计算第一航点与第二曲面的切线的切点,记为第三备选航点,计算第二航点与第二曲面的切线的切点,记为第四备选航点,将第一航点、第三备选航点、第四备选航点、第二航点作为第二备选航线;S313、计算第一备选航线和第二备选航线的笛卡尔距离,将笛卡尔距离较短的备选航线作为第一航点和第二航点之间的避障航线;S314、按照上述方法进行其他航点之间的避障航线规划;若第一曲面和第二曲面的曲面侧均超出预设飞行区域,即第一曲面和第一航点、第二航点之间不存在切点,且第二曲面和第一航点、第二航点之间不存在切点,则在三维场景中基于所述第一障碍点位置,获取当前第一障碍物的海拔高度,在当前第一障碍物的海拔高度的基础上,增加第一预设阈值,将增加第一预设阈值后的所述海拔高度,作为修改后的第一航点和第二航点的新的飞行高度,修改飞行高度后的航点作为新的第一航点和第二航点,将新的第一航点和第二航点形成的航线,作为避障航线。

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