本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種直升機(jī)避障系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
近來(lái)，障礙物檢測(cè)和直升機(jī)避障研究正廣泛開(kāi)展。一些研究使用了廣角像機(jī)獲取高分辨率、廣角范圍的影像，來(lái)獲取障礙物的光流信息，并通過(guò)對(duì)光流場(chǎng)的分析高效的感知障礙物，該方法的最大缺點(diǎn)在于直升機(jī)懸?；虻退俸窖矤顟B(tài)時(shí)，就很難獲得周?chē)匚锏墓饬餍畔?，那么也無(wú)法感知直升機(jī)周?chē)恼系K物。另外，還有研究提出了使用單目視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)直升機(jī)避障，但是這項(xiàng)技術(shù)需要在高精度的定位定姿傳感器的輔助下，才能得到與障礙物的絕對(duì)距離，而且根據(jù)單目視覺(jué)測(cè)距所用到的小孔成像原理可知，很小的相機(jī)運(yùn)動(dòng)誤差能帶來(lái)較大的距離計(jì)算誤差。還有一些研究提出了基于單個(gè)視頻相機(jī)實(shí)現(xiàn)飛行器避障，實(shí)現(xiàn)原理是利用多幀視頻數(shù)據(jù)上障礙物特征點(diǎn)的檢測(cè)和配準(zhǔn)，基于交會(huì)法計(jì)算出它們的空間坐標(biāo)，并根據(jù)這些特征點(diǎn)空間位置判斷飛行器與障礙物之間的距離；該方案盡管已通過(guò)傳感器獲取了相機(jī)的空間位置和姿態(tài)，但是各幀中的特征點(diǎn)相關(guān)匹配誤差仍然會(huì)帶來(lái)較大距離測(cè)量誤差。還有一些研究提出了立體視覺(jué)方法檢測(cè)障礙物的方法，由于該方法采用的傳感器的重量較激光掃描儀輕，非常適用于小型飛行器裝載，并能在沒(méi)有定位定姿傳感器的支持下，快速、高精度的獲取飛行器與障礙物間距，實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的目的,不過(guò)與基于可見(jiàn)光的系統(tǒng)一樣，該系統(tǒng)的使用受到天氣情況和光學(xué)環(huán)境制約。進(jìn)入2013年以來(lái)，國(guó)內(nèi)逐漸開(kāi)始研究紅外傳感器應(yīng)用于直升機(jī)防撞領(lǐng)域，如華中科技大學(xué)的秦名揚(yáng)等人通過(guò)紅外傳感器識(shí)別桿塔來(lái)實(shí)現(xiàn)直升機(jī)對(duì)桿塔的防撞功能，武漢工程大學(xué)的陳國(guó)君等人的研究在識(shí)別桿塔的基礎(chǔ)上增加了對(duì)高壓電力線的識(shí)別，這些研究目前還停留在理論研發(fā)階段，只要是利用紅外傳感器來(lái)識(shí)別障礙物，該技術(shù)有一前提是利用紅外傳感器獲取高質(zhì)量的障礙物圖像，而且即使獲取了高質(zhì)量的障礙物識(shí)別結(jié)果，由于紅外傳感器并不能獲得障礙物和直升機(jī)之間的相對(duì)位置，因此單依靠紅外傳感器為飛行員提供的預(yù)警信息是不全面的。在現(xiàn)有技術(shù)中，霍尼韋爾的MARKXXII系統(tǒng)可以在潛在危險(xiǎn)存在時(shí)提前向飛行員提供視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)，其包括主控電腦、GPS天線、毫米波成像雷達(dá)、告警系統(tǒng)。該系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)備具備相同的價(jià)值，軟件中主要包括地形數(shù)據(jù)庫(kù)、不同飛行模式設(shè)定，與飛行聯(lián)系的信息顯示與預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)采用毫米波成像雷達(dá)采用Wx波段，掃描直升機(jī)前方視場(chǎng)范圍內(nèi)的地形、障礙物，得到的信息包括前方視場(chǎng)內(nèi)地物的三維信息，系統(tǒng)重點(diǎn)區(qū)分了架空線、孤立塔、孤立樹(shù)等對(duì)飛行安全造成威脅的微小地物，并以設(shè)定的顏色系統(tǒng)顯示障礙物的危險(xiǎn)程度。該系統(tǒng)源于大型客機(jī)的近地避障系統(tǒng)，系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)和使用習(xí)慣與大型民航客機(jī)類(lèi)似，系統(tǒng)中毫米波成像雷達(dá)提供的數(shù)據(jù)只能和地形數(shù)據(jù)進(jìn)行并行顯示，而不能融合。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式和接口都是專(zhuān)用的，只能通過(guò)霍尼韋爾公司提供的專(zhuān)業(yè)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和導(dǎo)入導(dǎo)出，不能針對(duì)電力巡線系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。由于MARKXXII的雷達(dá)系統(tǒng)是前向掃描成像雷達(dá)，因此，當(dāng)MARKXXII和VFR集成時(shí)，只提供前方掃描區(qū)域內(nèi)的障礙物信息，飛行員無(wú)法獲取當(dāng)前直升機(jī)周?chē)恼系K物預(yù)警信息。MARKXXII毫米波成像雷達(dá)提供的是一種真彩色預(yù)警示意圖，該系統(tǒng)以顏色判斷前方障礙物信息危險(xiǎn)程度，為飛行員提供的是雷達(dá)視場(chǎng)內(nèi)表示危險(xiǎn)程度的二維信息，無(wú)法為飛行員提供直觀的地理環(huán)境信息。MARKXXII系統(tǒng)中毫米波成像雷達(dá)提供的數(shù)據(jù)只能和地形數(shù)據(jù)庫(kù)中的空間信息并行顯示在兩個(gè)顯示屏上，而不能融合顯示，飛行員需要通過(guò)對(duì)比觀察兩個(gè)顯示屏提供的信息才能更好地判斷直升機(jī)周?chē)牡匦?、障礙物情況。MARKXXII系統(tǒng)是針對(duì)直升機(jī)研制的近地告警系統(tǒng)，系統(tǒng)軟硬件接口必須借助霍尼韋爾公司的特殊設(shè)備進(jìn)行交互，因此不能針對(duì)電力巡線的特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)和系統(tǒng)集成。根據(jù)以上陳述，在直升機(jī)防撞雷達(dá)避障系統(tǒng)研究領(lǐng)域，傳統(tǒng)的光學(xué)成像方式受到光學(xué)環(huán)境和天氣狀況的影響，不能全天候全天時(shí)地工作，并且無(wú)法很好的為飛行員提供直觀的地理環(huán)境信息，影響飛行員判斷直升機(jī)周?chē)牡匦?、障礙物情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服上述直升機(jī)避障方面的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提出一種集成了紅外傳感器和毫米波雷達(dá)，通過(guò)測(cè)距雷達(dá)獲取障礙物與直升機(jī)的距離，與紅外傳感器獲得的視場(chǎng)信息進(jìn)行融合，為飛行員提供視頻避障信息和聲光避障預(yù)警顯示的系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種直升機(jī)避障系統(tǒng)，包括：安裝于直升機(jī)的毫米波雷達(dá)、工控機(jī)及紅外線傳感器；其中，所述毫米波雷達(dá)，用于在設(shè)定的掃描區(qū)域掃描獲取地物的測(cè)距信息，發(fā)送至所述工控機(jī)；所述工控機(jī)，用于根據(jù)所述直升機(jī)的電機(jī)位置編碼計(jì)算所述地物的方位角，并根據(jù)該方位角控制所述紅外傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)；所述紅外傳感器，用于獲取所述地物的紅外影像信息，上傳至所述工控機(jī)；在所述直升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，所述工控機(jī)將所述地物的測(cè)距信息寫(xiě)入所述地物的紅外影像信息，進(jìn)行地物的距離和紅外影像的融合，生成障礙物識(shí)別信息用于直升機(jī)避障。本發(fā)明提出的直升機(jī)避障系統(tǒng)利用低成本的追蹤性毫米波雷達(dá)，很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)障礙物的距離探測(cè)，并與紅外視頻獲得的障礙物輪廓信息融合，實(shí)現(xiàn)了空域障礙物的識(shí)別和測(cè)距，有利于直升機(jī)避障系統(tǒng)的大規(guī)模推廣。附圖說(shuō)明此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的直升機(jī)避障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A及圖2B為一具體實(shí)施例的毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為直升機(jī)作業(yè)飛行中掃描范圍示意圖。圖4為直升機(jī)作業(yè)飛行中，傳感器的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的示意圖。圖5為毫米波雷達(dá)和紅外傳感器視場(chǎng)的關(guān)系示意圖。圖6為紅外傳感器窄視場(chǎng)和寬視場(chǎng)對(duì)比關(guān)系示意圖。具體實(shí)施方式以下配合圖示及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的直升機(jī)避障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括：安裝于直升機(jī)的毫米波雷達(dá)101、工控機(jī)102及紅外線傳感器103；其中，毫米波雷達(dá)101，用于在設(shè)定的掃描區(qū)域掃描獲取地物的測(cè)距信息，發(fā)送至工控機(jī)102；工控機(jī)102，用于根據(jù)直升機(jī)的電機(jī)位置編碼計(jì)算地物的方位角，并根據(jù)該方位角控制紅外傳感器103轉(zhuǎn)動(dòng)；紅外傳感器103，用于獲取地物的紅外影像信息，上傳至工控機(jī)102；在直升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，工控機(jī)102將地物的測(cè)距信息寫(xiě)入地物的紅外影像信息，進(jìn)行地物的距離和紅外影像的融合，生成障礙物識(shí)別信息用于直升機(jī)避障。在本實(shí)施例中，可以根據(jù)直升機(jī)電力巡視作業(yè)的特點(diǎn)，設(shè)置毫米波雷達(dá)101的參數(shù)包括：發(fā)射和接收頻段、接收靈敏度、天線隔離度、中頻放大器增益、動(dòng)態(tài)范圍估算、SAFC控制量估算。在本實(shí)施例中，毫米波雷達(dá)101可以包括：天線、饋線、測(cè)控主機(jī)，該毫米波雷達(dá)101的供電和數(shù)據(jù)傳輸采用低頻電纜；其中，測(cè)控主機(jī)，用于設(shè)定毫米波雷達(dá)的工作方式、雷達(dá)波信號(hào)處理；圖2A及圖2B為一具體實(shí)施例的毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2A所示，毫米波雷達(dá)的收發(fā)裝置201設(shè)置于轉(zhuǎn)盤(pán)202上，轉(zhuǎn)盤(pán)202的直徑約為3000mm，高約為120mm，重心在圓心處，并留出配平安裝位置和螺紋孔，轉(zhuǎn)盤(pán)202下面設(shè)置有支撐盤(pán)203，支撐盤(pán)203下設(shè)置有支撐底座204，支撐底座204設(shè)置有電機(jī)205、角度傳感器(圖中未繪示)等。如圖2B所示，收發(fā)裝置201通過(guò)收發(fā)裝置支撐架206固定安裝于轉(zhuǎn)盤(pán)202上，在支撐底座204上還設(shè)置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器207。毫米波雷達(dá)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行360°掃描，探測(cè)波束選取窄波束(3°-6°)，天線波束的最大改正角為±20°；毫米波雷達(dá)101用于在設(shè)定的掃描區(qū)域掃描獲取地物的測(cè)距信息，對(duì)接收到的測(cè)距信息進(jìn)行濾波處理，選取最接近的三個(gè)測(cè)距信息作為對(duì)直升機(jī)威脅最大的地物，上傳該三個(gè)測(cè)距信息至工控機(jī)102。通常，毫米波雷達(dá)的有效工作范圍為10-1000m，采用調(diào)頻連續(xù)波工作機(jī)制，調(diào)頻帶寬根據(jù)目標(biāo)距離自適應(yīng)調(diào)整。根據(jù)直升機(jī)電力作業(yè)中障礙物分布的特點(diǎn)，可以將目標(biāo)障礙物的探測(cè)分為兩個(gè)區(qū)域：10m-125m、100m-1250m；當(dāng)利用毫米波雷達(dá)探測(cè)10m-125m范圍內(nèi)的障礙物時(shí)，采用發(fā)射調(diào)頻帶寬為300MHz的信號(hào)；當(dāng)利用毫米波雷達(dá)探測(cè)100m-1250m范圍內(nèi)障礙物時(shí)，采用發(fā)射頻率為30MHz的信號(hào)。線性調(diào)頻信號(hào)的產(chǎn)生由DDS實(shí)現(xiàn)，接收機(jī)的接收頻段為10K-250KHz。當(dāng)接收機(jī)帶寬為250KHz時(shí)，接收機(jī)的極限靈敏度Prmin＝-115dBm。在考慮接收噪聲、調(diào)幅等雜散信號(hào)時(shí)，選擇信噪比為10dB，則捕獲靈敏度為-105dBm(S/N＝10dB)。毫米波雷達(dá)測(cè)量100m處高壓線，需要-86dBm的接收靈敏度；同理，10m的高壓線的接收靈敏度應(yīng)為-46dBm。測(cè)量1000m處山體，需要-98dBm的接收靈敏度。因此設(shè)置毫米波雷達(dá)的接收靈敏度為-105dBm。天線隔離度約為60dB。這樣接收到直達(dá)波功率的為-37dBm。考慮TR組件微波通道混頻前接收前端總增益為30dB，則直達(dá)波輸出到混頻器的功率為-10dBm，混頻損耗計(jì)-7dB,則輸出直達(dá)波中頻功率為-17dBm。這樣整個(gè)毫米波接收前端的接收增益為23dB。設(shè)計(jì)P-1應(yīng)該大于-20dBm(毫米波接收端口處測(cè)量)，比直達(dá)波高出20dB的余量，確保前端不飽和。中放的增益設(shè)計(jì)在77dB左右，信號(hào)處理需要處理低于0.2V的回波信號(hào)。毫米波雷達(dá)的探測(cè)范圍在10-1000m之間，由距離引起的動(dòng)態(tài)范圍在80dB，本方案設(shè)計(jì)的接收機(jī)總的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)計(jì)為20～27dB。由于發(fā)射功率為23dBm，它的收發(fā)天線之間的隔離度設(shè)為60dB，此時(shí)接收到的直達(dá)波信號(hào)將達(dá)到-37dBm，遠(yuǎn)高于捕獲靈敏度Prmin＝-105dBm。為了防止捕獲直達(dá)波，所以SAFC的控制量最小需68dB。對(duì)于高壓線這種小RCS目標(biāo)的探測(cè)，采用變調(diào)頻靈敏度的方式，使接收帶寬工作在250kHz的窄帶，降低噪聲，提高了系統(tǒng)的信噪比，可以探測(cè)小RCS的高壓線。毫米波雷達(dá)的信號(hào)處理流程為：首先進(jìn)行濾波運(yùn)算，剔除10k～250k以外的信號(hào)；進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，存在譜線能譜大于門(mén)限，即認(rèn)為該處存在目標(biāo)，目標(biāo)位置為該譜線對(duì)于的頻率點(diǎn)；取前三個(gè)譜線高于門(mén)限的目標(biāo)，其余目標(biāo)丟棄。在直升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，直升機(jī)的工作階段包括：起飛階段、飛行階段、作業(yè)階段、降落階段；其中，在起飛階段和降落階段，掃描范圍為360°全景掃描；在飛行階段，掃描范圍為以飛行方向?yàn)榉ň€的前方180°范圍；在作業(yè)階段，掃描范圍為以直升機(jī)與電力線垂線為法線的靠近電力線一側(cè)180°范圍。其中，圖3為直升機(jī)作業(yè)飛行中掃描范圍示意圖。如圖3所示，直升機(jī)H的朝向與電力線C為平行關(guān)系，掃描范圍R1為以直升機(jī)與電力線的垂線N為法線的靠近電力線C一側(cè)180°范圍。在本實(shí)施例中，圖4為直升機(jī)作業(yè)飛行中，傳感器的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域的示意圖。如圖4所示，直升機(jī)H作業(yè)飛行中重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域是以法線N為中心，向機(jī)尾方向30°，向機(jī)頭方向50°，共80°的重點(diǎn)區(qū)域R2。圖5為毫米波雷達(dá)和紅外傳感器視場(chǎng)的關(guān)系示意圖。如圖5所示，其中，R3為20°，法線N兩側(cè)各20°為毫米波雷達(dá)的瞬時(shí)視場(chǎng)角；R4為18°，法線N兩側(cè)各18°為紅外傳感器的寬視場(chǎng)角。當(dāng)出現(xiàn)重大危險(xiǎn)預(yù)警或者飛行員需要更纖細(xì)的紅外預(yù)警信息時(shí)，需要將紅外傳感器從大視場(chǎng)切換到窄視場(chǎng)，這一應(yīng)用主要在巡航飛行場(chǎng)景，對(duì)遠(yuǎn)距離障礙物進(jìn)行識(shí)別時(shí)發(fā)揮作用。在本實(shí)施例中，毫米波雷達(dá)101和紅外傳感器103的協(xié)作是由一臺(tái)工控機(jī)102和運(yùn)行在該工控機(jī)102上的軟件實(shí)現(xiàn)。毫米波雷達(dá)101和工控機(jī)102之間通過(guò)RS422總線傳輸電機(jī)位置編碼信息和距離信息，紅外傳感器103和工控機(jī)102之間通過(guò)RS232總線和視頻總線進(jìn)行連接，其中RS232總線負(fù)責(zé)控制信息傳輸，視頻總線負(fù)責(zé)傳輸圖像信息。工控機(jī)102用于在接收毫米波雷達(dá)101的測(cè)距信息和紅外傳感器103的紅外影像信息后，把測(cè)距信息利用視頻采集卡寫(xiě)入到紅外影像信息中，進(jìn)行地物的輪廓和地物的測(cè)距信息的融合，生成障礙物識(shí)別信息；該直升機(jī)避障系統(tǒng)通過(guò)VGA向飛行顯示屏提供障礙物識(shí)別信息，當(dāng)障礙物的距離超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)，通過(guò)RS232串口線向飛行員駕駛艙的聲光報(bào)警器提供報(bào)警信息。本方案提出的直升機(jī)避障系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)障礙物，并通過(guò)紅外傳感器獲取障礙物輪廓信息，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)與障礙物之間的精確測(cè)距，從而實(shí)現(xiàn)障礙物的有效識(shí)別。為了對(duì)上述直升機(jī)避障系統(tǒng)進(jìn)行更為清楚的解釋?zhuān)旅娼Y(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，然而值得注意的是該實(shí)施例僅是為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明不當(dāng)?shù)南薅āＴ诒揪唧w實(shí)施例中，紅外傳感器的工作方式分為三種：特定方向掃描、特定區(qū)域掃描和360°全景掃描，毫米波雷達(dá)也附帶以上三種掃描方式。圖6為紅外傳感器窄視場(chǎng)和寬視場(chǎng)對(duì)比關(guān)系示意圖。如圖6所示，其中紅外傳感器的近景視場(chǎng)范圍為4°×3°(窄視場(chǎng))，遠(yuǎn)景視場(chǎng)范圍為18°×12°(寬視場(chǎng))，而毫米波雷達(dá)天線的視場(chǎng)范圍為±20°，因此可以利用毫米波雷達(dá)和紅外傳感器的遠(yuǎn)景視場(chǎng)進(jìn)行匹配。毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)360°掃描的掃描頻率為2s，紅外傳感器的最大掃描頻率為4s，因此當(dāng)直升機(jī)避障系統(tǒng)在360°全景工作模式下，采用毫米波雷達(dá)為直升機(jī)避障系統(tǒng)的主傳感器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)障礙物時(shí)，調(diào)動(dòng)紅外傳感器探測(cè)目標(biāo)區(qū)域，并將毫米波雷達(dá)的測(cè)量信息和紅外傳感器的視頻信息進(jìn)行融合，為飛行活動(dòng)提供避障信息。在直升機(jī)電力作業(yè)過(guò)程中，直升機(jī)的工作階段包括起飛階段、飛行階段、作業(yè)階段和降落階段。在起飛和降落階段，需要直升機(jī)避障系統(tǒng)監(jiān)測(cè)周?chē)?60°范圍內(nèi)的地物分布；當(dāng)直升機(jī)在起降點(diǎn)和作業(yè)區(qū)之間進(jìn)行飛行階段時(shí)，直升機(jī)避障系統(tǒng)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)范圍為飛行方向前方，以飛行方向?yàn)橹芯€，左右90°范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)檩o；當(dāng)直升機(jī)進(jìn)入作業(yè)區(qū)域進(jìn)行電力作業(yè)時(shí)，直升機(jī)避障系統(tǒng)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域是電力線走向的目前區(qū)域，由于此時(shí)直升機(jī)的飛行方向與電力線走向大致平行，因此監(jiān)測(cè)區(qū)域的中線為直升機(jī)到電力線的垂線，范圍為左右90°范圍內(nèi)。毫米波雷達(dá)和紅外傳感器的聯(lián)動(dòng)機(jī)制表述如下：紅外吊艙的初始狀態(tài)是朝向機(jī)頭正前方，方便飛行員獲取直升機(jī)正前方的影像信息，當(dāng)毫米波雷達(dá)開(kāi)始工作時(shí)，它根據(jù)直升機(jī)所處的狀態(tài)(起飛、飛行、作業(yè)、降落)，選擇探測(cè)區(qū)域(方向)，通過(guò)掃描設(shè)置的區(qū)域，選擇距離最近的三個(gè)目標(biāo)地物作為關(guān)注地物，并通過(guò)RS422總線把這三個(gè)目標(biāo)地物的距離信息和當(dāng)時(shí)的電機(jī)位置編碼傳輸?shù)焦た貦C(jī)；工控機(jī)根據(jù)電機(jī)位置編碼結(jié)算處目標(biāo)地物的方位角，并通過(guò)RS232總線利用目標(biāo)地物的方位角控制紅外傳感器的轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外傳感器通過(guò)視頻總線向工控機(jī)傳輸目標(biāo)地物的紅外影像。當(dāng)三個(gè)目標(biāo)地物無(wú)法同時(shí)出現(xiàn)在紅外傳感器的視場(chǎng)范圍內(nèi)，則根據(jù)目標(biāo)障礙物的距離排序(從小到大)依次轉(zhuǎn)動(dòng)紅外傳感器獲取目標(biāo)地物的紅外影像信息。當(dāng)對(duì)目標(biāo)障礙物進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，若需要更清晰的影像信息，則可以通過(guò)RS232總線控制紅外傳感器遠(yuǎn)近視場(chǎng)的切換。當(dāng)切換到近視場(chǎng)時(shí)，紅外傳感器將根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度對(duì)遠(yuǎn)視場(chǎng)范圍內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，并通過(guò)視頻總線返回影像信息。毫米波雷達(dá)獲取的測(cè)距信息和紅外傳感器獲取的影像信息的融合在工控機(jī)上實(shí)現(xiàn)。工控機(jī)在獲取毫米波雷達(dá)的測(cè)距信息和紅外傳感器的影像信息后，把測(cè)距信息利用視頻采集卡的SDK寫(xiě)入到視頻信息中，從而實(shí)現(xiàn)障礙物輪廓和障礙物距離信息的結(jié)合。直升機(jī)避障系統(tǒng)通過(guò)VGA向飛行顯示屏提供融合的障礙物輪廓和距離信息，當(dāng)障礙物距離信息超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)，通過(guò)RS232串口線向飛行員駕駛艙的聲光報(bào)警器提供報(bào)警信息。當(dāng)飛行員接收到聲光報(bào)警信息時(shí)，按下聲光報(bào)警器的按鈕，表示接受到預(yù)警，該開(kāi)關(guān)信息通過(guò)RS232串口線把飛行員操作信息返回主控電腦，并記錄下來(lái)。上述系統(tǒng)中針對(duì)直升機(jī)電力巡檢的業(yè)務(wù)需要和作業(yè)流程，設(shè)置了毫米波雷達(dá)和紅外傳感器的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，并根據(jù)直升機(jī)的作業(yè)狀態(tài)提供對(duì)應(yīng)的重點(diǎn)掃描區(qū)域設(shè)置，一定程度上彌補(bǔ)了兩種傳感器掃描周期慢的弱點(diǎn)。在距離顯示時(shí)，該系統(tǒng)可以為飛行員提供的避障信息是以紅外視頻影像為基礎(chǔ)的距離顯示，與目視看到的周?chē)h(huán)境類(lèi)似，簡(jiǎn)單容易判讀。本發(fā)明根據(jù)直升機(jī)巡線要求，設(shè)計(jì)了一套適用于巡線障礙物探測(cè)識(shí)別的避障系統(tǒng)，可以根據(jù)直升機(jī)電力巡視作業(yè)的特點(diǎn)，確定毫米波雷達(dá)的工作方式，包括確定優(yōu)先掃描區(qū)域、不同掃描區(qū)域的協(xié)調(diào)配合，以及毫米波雷達(dá)的掃描頻率、掃描角度和掃描距離之間的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了毫米波雷達(dá)的掃描視場(chǎng)和紅外傳感器掃描視場(chǎng)的匹配和識(shí)別。本發(fā)明提出的直升機(jī)避障系統(tǒng)利用低成本的追蹤性毫米波雷達(dá)，很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)障礙物的距離探測(cè)，并與紅外視頻獲得的障礙物輪廓信息融合，實(shí)現(xiàn)了空域障礙物的識(shí)別和測(cè)距，有利于直升機(jī)避障系統(tǒng)的大規(guī)模推廣。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，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)。