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

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

【背景技術(shù)】
[0002]未知環(huán)境中，環(huán)境信息對無人機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)，無人機無法進行精確定位并進行航跡規(guī)劃。目前，利用無人機機身上搭載的圖像或是聲學(xué)測距傳感器等獲取未知環(huán)境的障礙點信息，數(shù)據(jù)量巨大，并且存在大量無效的障礙點信息，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有效飛行路徑障礙點提取方法，能夠在預(yù)處理過程中提取無人機有效飛行路徑障礙點，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機航跡規(guī)劃的速度和安全性。
[0004]本發(fā)明提供一種無人機有效飛行路徑障礙點提取方法，包括步驟:
[0005]步驟SI，確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息。
[0006]步驟S2，計算兩兩障礙點之間的空間距離。
[0007]步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點野值，并提取有效飛行路徑的障礙點。
[0008]其中，步驟SI中，所述確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息包括:
[0009]根據(jù)無人機上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點檢測傳感器中的至少一種確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息。
[0010]步驟S2中，所述計算兩兩障礙點之間的空間距離包括:
[0011]依據(jù)幾何關(guān)系計算兩兩障礙點之間的空間距離。
[0012]進一步地，步驟S3中，所述剔除非有效路徑的障礙點野值，并提取有效飛行路徑的障礙點包括:
[0013]步驟S301，判斷檢測到的障礙點是否為無人機前進飛行方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除。
[0014]步驟S302，判斷檢測到的障礙點是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除。
[0015]步驟S303，判斷檢測到的障礙點與相鄰障礙點之間的幾何距離是否大于無人機橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，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作為無一人有效飛行路徑障礙點進行提取，并建立有效路徑障礙點數(shù)據(jù)庫。
[0017]進一步地，步驟S3之后還包括:根據(jù)提取的有效飛行路徑的障礙點進行航跡規(guī)劃。
[0018]本發(fā)明能夠在預(yù)處理過程中提取無人機有效飛行路徑障礙點，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機航跡規(guī)劃的速度和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種無人機有效飛行路徑障礙點提取方法的處理流程示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的一種無人機有效飛行路徑障礙點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提取示意圖。

【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。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)明提供一種無人機有效飛行路徑障礙點提取方法，能夠在預(yù)處理過程中提取無人機有效飛行路徑障礙點，極大地減少了數(shù)據(jù)量，提高了無人機航跡規(guī)劃的速度和安全性。
[0024]如圖1，圖2所示，一種無人機有效飛行路徑障礙點提取方法，包括步驟:
[0025]步驟SI，根據(jù)無人機上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點檢測傳感器中的至少一種確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息。
[0026]步驟S2，依據(jù)幾何關(guān)系計算兩兩障礙點之間的空間距離。
[0027]步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點野值，并提取有效飛行路徑的障礙點。
[0028]進一步地，步驟S3中，所述剔除非有效路徑的障礙點野值，并提取有效飛行路徑的障礙點包括:
[0029]步驟S301，判斷檢測到的障礙點是否為無人機前進飛行方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除。
[0030]步驟S302，判斷檢測到的障礙點是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除。
[0031]步驟S303，判斷檢測到的障礙點與相鄰障礙點之間的幾何距離是否大于無人機橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，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作為無一人有效飛行路徑障礙點進行提取，并建立有效路徑障礙點數(shù)據(jù)庫。
[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進行航跡規(guī)劃。
[0035]如圖3所示，當(dāng)檢測到的障礙點是無人機飛行前進方向上的，且不是地面上或垂直上空上的障礙點時，將相鄰障礙點的空間距離與無人機橢球體外形輪廓短軸距離進行比較，若前者大于后者，則認(rèn)為無人機可從這兩點間穿越，該路徑視為有效路徑，該障礙點視為有效路徑障礙點，予以保留。
[0036]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(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】
1.一種無人機有效飛行路徑障礙點提取方法，其特征在于，包括步驟: 步驟Si，確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息； 步驟S2，計算兩兩障礙點之間的空間距離； 步驟S3，剔除非有效路徑的障礙點野值，并提取有效飛行路徑的障礙點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SI中，所述確定檢測到的障礙點的三維坐標(biāo)信息包括: 根據(jù)無人機上的角度傳感器，姿態(tài)傳感器，導(dǎo)航設(shè)備以及障礙點檢測傳感器中的至少一種確定檢測到的障礙點的三維坐標(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，所述計算兩兩障礙點之間的空間距離包括: 依據(jù)幾何關(guān)系計算兩兩障礙點之間的空間距離。
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野值，并提取有效飛行路徑的障礙點包括: 步驟S301，判斷檢測到的障礙點是否為無人機前進飛行方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除； 步驟S302，判斷檢測到的障礙點是否為地面上或垂直上空方向上的障礙點，如果是，則保留該點，進行下步判斷，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，予以剔除； 步驟S303，判斷檢測到的障礙點與相鄰障礙點之間的幾何距離是否大于無人機橢球體外形輪廓短軸距離，如果是，則保留該點，否則將所述障礙點視為非有效路徑的障礙點野值，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作為無一人有效飛行路徑障礙點進行提取，并建立有效路徑障礙點數(shù)據(jù)庫。
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進行航跡規(guī)劃。
【文檔編號】G01C21/20GK104197940SQ201410245585
【公開日】2014年12月10日 申請日期: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 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)