本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法、系統(tǒng)及移動平臺。

背景技術(shù)：

無人機是一種由無線遙控設(shè)備或由自身程序控制裝置操縱的、執(zhí)行任務(wù)的非載人飛行器，越來越廣泛的在多個領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用，具有重大的社會意義。

無人機具有成本相對較低，沒有人員傷亡的危險，生存能力強，機動性能好等優(yōu)點。但也因為無人駕駛，在飛行中只能依靠自身的飛行控制系統(tǒng)或地面控制中心的指令進(jìn)行飛行，在遇到高壓線纜、樹木或建筑物等障礙物，特別是利用無人機對電力線進(jìn)行巡視時，很有可能與障礙物發(fā)生碰撞，給無人機帶來巨大的安全隱患。

因此，為了保障無人機在執(zhí)行任務(wù)時的安全飛行，有必要提供一種新的技術(shù)解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種可有效地對環(huán)境中的障礙物作出反應(yīng)，避免與障礙物發(fā)生碰撞的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法，包括如下步驟：

步驟s1：獲取移動平臺周邊環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)；

步驟s2：識別環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，當(dāng)存在障礙物時，獲取所述障礙物信息及所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)；

步驟s3：根據(jù)所述障礙物信息和所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)，計算所述移動平臺的最高安全速度；

步驟s4：計算所述移動平臺的目標(biāo)運動速度并控制所述移動平臺按所述目標(biāo)運動速度運動；其中所述目標(biāo)運動速度小于等于所述最高安全速度；

步驟s5：設(shè)定距離閾值，判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與所述距離閾值的關(guān)系，當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于所述距離閾值時，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行；當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離大于所述距離閾值時，控制所述移動平臺執(zhí)行當(dāng)前運動狀態(tài)。

優(yōu)選的，步驟s5中，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行的步驟包括：剔除所述目標(biāo)運動速度在所述障礙物方向上的分量，獲得最終目標(biāo)運動速度向量，所述移動平臺執(zhí)行所述最終目標(biāo)運動速度向量。

優(yōu)選的，當(dāng)識別到所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的所述障礙物的數(shù)量為多個時，對每個所述障礙物執(zhí)行步驟s5。

優(yōu)選的，步驟s2中還包括根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)計算風(fēng)險范圍的步驟，步驟s2-s5中的所述障礙物為所述風(fēng)險范圍內(nèi)的障礙物。

優(yōu)選的，步驟s2中還包括根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)濾除預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)，步驟s2-s5中的所述障礙物為預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的障礙物。

優(yōu)選的，步驟s2中，障礙物識別步驟包括：對所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的物體邊緣進(jìn)行識別。

優(yōu)選的，步驟s1還包括對所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理步驟。

優(yōu)選的，步驟s1還包括坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換步驟：將所述環(huán)境數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成以所述移動平臺為中心的極坐標(biāo)。

本發(fā)明還提供一種自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)。所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)包括獲取模塊、障礙物識別模塊、處理模塊、及控制模塊，其中：

所述獲取模塊，用于獲取移動平臺周邊環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)及所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)；

所述障礙物識別模塊，用于識別所述環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，并讀取所述障礙物信息；

所述處理模塊，用于根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)和所述障礙物信息計算獲得所述移動平臺的最高安全速度和目標(biāo)運動速度；并用于判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與設(shè)定距離閾值的關(guān)系，當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于設(shè)定距離閾值時，計算所述移動平臺對所述障礙物繞行的運動參數(shù)；

所述控制模塊，用于根據(jù)所述處理模塊反饋的信息控制所述移動平臺避開所述障礙物。

本發(fā)明還提供一種移動平臺。所述移動平臺包括所述的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法有益效果在于：通過本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法，使所述移動平臺在接近所述障礙物是時可自動繞開障礙物，可有效地對環(huán)境中的障礙物作出反應(yīng)，使飛行器不會主動與障礙物發(fā)生碰撞，提高了飛行器躲避障礙物的安全性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的移動平臺的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的一實施例的流程示意圖；

圖4為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖；

圖5為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中最高安全速度的計算方法示意圖；

圖6為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中移動平臺對障礙物繞行的計算方法示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明提供的移動平臺的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的另一實施例的流程示意圖；

圖10為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明提供的移動平臺的又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的又一實施例的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)100包括獲取模塊11、去噪模塊12、障礙物識別模塊13、處理模塊14和控制模塊15。其中：

所述獲取模塊11，用于獲取移動平臺周邊環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)及所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)；

所述去噪模塊12，用于將所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理；

所述障礙物識別模塊13，用于識別所述環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，并讀取所述障礙物信息；

所述處理模塊14，用于根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)和所述障礙物信息計算獲得所述移動平臺的最高安全速度和目標(biāo)運動速度；并用于判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與設(shè)定距離閾值的關(guān)系，根據(jù)兩者的關(guān)系獲得所述移動平臺避開障礙物的不同運動方式，且當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于設(shè)定距離閾值時，計算所述移動平臺對所述障礙物繞行的運動參數(shù)；

所述控制模塊15，用于根據(jù)所述處理模塊反饋的信息控制所述移動平臺避開所述障礙物。

所述移動平臺可以是機器人、飛行器、輪船、潛艇等；其中所述飛行器可以是四軸飛行器、多旋翼飛行器、無人機飛行器、航模等。

所述障礙物可以是建筑物、樹木、飛鳥、礁石、行人等。

所述獲取模塊11包括第一獲取單元111和第二獲取單元112。其中，所述第一獲取單元111用于獲取所述移動平臺周邊環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)，所述第二獲取單元112用于獲取所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)。

所述第一獲取單元111可以利用傳感器獲取所述移動平臺周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)；也可以是利用已知的環(huán)境數(shù)據(jù)；也可以是利用已知的環(huán)境數(shù)據(jù)和所述傳感器獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。優(yōu)選的，所述傳感器具體采用二維激光雷達(dá)實時感知所述飛行器周邊環(huán)境，其中激光雷達(dá)為日本hokuyo的產(chǎn)品。

獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)可以為點云數(shù)據(jù)。

所述第二獲取單元112獲取的所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)包括其運動速度和運動方向。

所述去噪模塊12用于將所述第一獲取單元111獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，濾除所述環(huán)境數(shù)據(jù)中與不相關(guān)數(shù)據(jù)，其中去噪數(shù)據(jù)包括疑似噪點或/和包含所述移動平臺自身部分的數(shù)據(jù)，但不限于以上列出的兩種數(shù)據(jù)，還可以為其它類型的數(shù)據(jù)。

所述障礙物識別模塊13是通過識別環(huán)境數(shù)據(jù)中的物體邊緣來提取障礙物信息。讀取的所述障礙物信息包括在α角與θ角上的起始角度與終止角度、與所述飛行器的最近距離及所述最近距離發(fā)生的角度，其中α角表示點與所述飛行器的連線與所述飛行器所在水平面形成的垂直方向上的夾角，θ角表示點與所述飛行器的連線與所述飛行器目標(biāo)朝向所述形成的水平方向上的夾角。

所述處理模塊14包括第一處理單元141、第二處理單元142、判斷單元143和第三處理單元144，其中所述第一處理單元141用于根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)和所述障礙物信息計算獲得所述移動平臺的最高安全速度；所述第二處理單元142用于根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)和所述最高安全速度計算所述移動平臺的目標(biāo)運動速度；所述判斷單元143用于判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與設(shè)定距離閾值的關(guān)系，根據(jù)兩者的關(guān)系獲得所述移動平臺避開障礙物的不同運動方式，當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于設(shè)定距離閾值時，計算所述移動平臺對所述障礙物繞行的運動參數(shù)；所述第三處理單元144用于將所述環(huán)境數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述移動平臺為中心的極坐標(biāo)。需要說明的是，當(dāng)所述移動平臺中心和傳感器中心距離偏移不大的情況下，所述第三處理單元144不工作。

所述控制模塊15包括第一控制單元151和第二控制單元152，其中所述第一控制單元151用于根據(jù)計算得到的目標(biāo)運動速度控制所述移動平臺按照所述目標(biāo)運動速度運動；所述第二控制單元152用于根據(jù)所述判斷單元143的反饋結(jié)果，控制所述移動平臺的運動方向，以使所述移動平臺規(guī)避所述障礙物。具體的，當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于所述距離閾值時，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行；當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離大于所述距離閾值時，控制所述移動平臺沿當(dāng)前方向運動。其中，距離閾值可根據(jù)實際情況調(diào)整，如可以為5m、8m、10m等。

實施例2

本發(fā)明提供一種移動平臺10。請結(jié)合參閱圖2，為本發(fā)明提供的移動平臺的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述移動移動平臺10包括實施例1中的所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)100，根據(jù)所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)100控制所述移動平臺10自動規(guī)避障礙物。

實施例3

本發(fā)明提供一種移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法。請結(jié)合參閱圖3，為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的一實施例的流程示意圖。所述移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法包括如下步驟：

步驟s1：獲取移動平臺周邊環(huán)境的環(huán)境數(shù)據(jù)；

具體的，所述環(huán)境數(shù)據(jù)由所述第一獲取單元111獲取，獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)可以為點云數(shù)據(jù)或柵格化數(shù)據(jù)，本實施方式采用點云數(shù)據(jù)。所述環(huán)境數(shù)據(jù)可以是一維的、二維的，也可以是三維的。

所述第一獲取單元111可以利用傳感器獲取所述移動平臺周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)；也可以是利用已知的環(huán)境數(shù)據(jù)，例如我們先把室內(nèi)空間的地圖建立好，然后讓所述移動平臺根據(jù)這個已經(jīng)建好的地圖運動，而不是依賴傳感器對環(huán)境進(jìn)行實時感知；也可以是利用已知的環(huán)境數(shù)據(jù)和所述傳感器獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。優(yōu)選的，所述傳感器具體采用二維激光雷達(dá)實時感知所述飛行器周邊環(huán)境，其中激光雷達(dá)為日本hokuyo的產(chǎn)品。

所述移動平臺為飛行器時，所述飛行器搭載傳感器時可使用云臺對傳感器進(jìn)行增穩(wěn)，使其姿態(tài)不受移動平臺姿態(tài)變化影響。在安裝時，將所述二維激光雷達(dá)通過二軸增穩(wěn)云臺與所述飛行器連接在一起，在所述飛行器姿態(tài)變化的情況下保證所述激光雷達(dá)掃描面永遠(yuǎn)水平。

優(yōu)選的，將獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述移動平臺為中心的極坐標(biāo)，方便后續(xù)步驟的計算。具體的，獲取所述環(huán)境數(shù)據(jù)后，由所述第三處理單元144將所述環(huán)境數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述移動平臺為中心的極坐標(biāo)。

坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換步驟中，如果環(huán)境數(shù)據(jù)本身是笛卡爾坐標(biāo)，則可通過三角函數(shù)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)：

由z(x,y,z)轉(zhuǎn)換為z(α,θ,r)，

本實施方式中，采用激光雷達(dá)進(jìn)行掃描所述移動平臺周邊環(huán)境，獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)本身就是極坐標(biāo)。極坐標(biāo)中，α角代表點與移動平臺的連線與移動平臺所在水平面形成的垂直方向上的夾角，θ角代表點與移動平臺的連線與移動平臺目標(biāo)朝向所形成的水平方向上的夾角，r代表點與移動平臺之間的距離。

當(dāng)獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)的中心或原點是傳感器本身，但經(jīng)過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后，環(huán)境數(shù)據(jù)的原點被轉(zhuǎn)換為移動平臺的中心。請結(jié)合參閱圖4，為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖。其中，d1點表示環(huán)境數(shù)據(jù)中的點；a表示傳感器的中心，b表示移動平臺的中心。坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的計算方法如下：

需要說明的是，當(dāng)所述移動平臺中心和傳感器中心距離偏移不大的情況下，可以省略坐標(biāo)中心轉(zhuǎn)換步驟。

進(jìn)一步的，步驟s1還包括將所述第一獲取單元111獲取的所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理。所述去噪模塊12將所述環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，后續(xù)步驟中使用的環(huán)境數(shù)據(jù)優(yōu)選為去噪處理后的環(huán)境數(shù)據(jù)。具體的，包括濾除所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的疑似噪點和包含所述移動平臺自身部分的數(shù)據(jù)，但不限于以上列出的兩種數(shù)據(jù)，還可以為其它類型的數(shù)據(jù)。

環(huán)境數(shù)據(jù)采用點云數(shù)據(jù)時，剔除所述環(huán)境數(shù)據(jù)中疑似噪點的方法包括：通過判斷所述環(huán)境數(shù)據(jù)中每個點的反射強度，并設(shè)定強度閾值t，當(dāng)反射強度小于強度閾值t，則判斷其為疑似噪點，進(jìn)行濾除；其中強度閾值t＝kr1+c，其中c表示常數(shù)，k表示強度衰減率，r1表示點到所述飛行器的距離。

若采用雙目相機時建立的環(huán)境數(shù)據(jù)是格柵化的，而且格柵尺寸比較大，則是通過判斷環(huán)境數(shù)據(jù)中每個格柵的占有率，如果占有率低于閾值，則判斷其為疑似噪點，進(jìn)行濾除。

剔除所述環(huán)境數(shù)據(jù)中包括所述移動平臺自身部分的數(shù)據(jù)包括：以所述移動平臺為圓心設(shè)置一個過濾半徑r，將落在所述過濾半徑r內(nèi)的數(shù)據(jù)去除。若步驟s1中沒有將所述環(huán)境數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成所述移動平臺為中心的極坐標(biāo)的步驟，則以傳感器為圓心設(shè)置一個過濾半徑。

所述移動平臺自身的部分剔除方法還可以通過所述移動平臺的幾何模型來判斷環(huán)境數(shù)據(jù)中包含所述移動平臺的部分，并進(jìn)行去除。

需要說明的是，當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)中不包含所述移動平臺自身的部分，則剔除所述環(huán)境數(shù)據(jù)中包含所述移動平臺自身部分的數(shù)據(jù)步驟省略。

步驟s2：識別環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，當(dāng)存在障礙物時，獲取所述障礙物信息及所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)；

具體的，通過所述障礙物識別模塊13識別所述環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物。所述障礙物識別模塊13通過對所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的物體邊緣進(jìn)行識別作為判斷是否有障礙物的依據(jù)。具體通過所述識別點與所述移動平臺的距離數(shù)據(jù)對極坐標(biāo)的角度取導(dǎo)，如果導(dǎo)數(shù)的絕對值高于設(shè)定閾值，則判斷該處為物體邊緣：在實際應(yīng)用中停留在處理二維環(huán)境數(shù)據(jù)上，但判斷三維環(huán)境中的物體邊緣也是這個原理。

當(dāng)環(huán)境中的障礙物，尤其是相鄰障礙物數(shù)量較多時，會降低算法的穩(wěn)定性，所以我們將距離不遠(yuǎn)的障礙物視為一個大障礙物。具體的，判斷兩個障礙物距離遠(yuǎn)不遠(yuǎn)有兩個量，分別是分離角度與絕對距離，當(dāng)這兩個量都高于對應(yīng)設(shè)定閾值時，則認(rèn)為這兩個障礙物距離較遠(yuǎn)，判斷其為兩個獨立的障礙物；反之，則判斷其為一個障礙物進(jìn)行計算。

在識別出環(huán)境數(shù)據(jù)中的每個障礙物后，所述障礙物識別模塊13并讀取每一障礙物的障礙物信息，所述障礙物信息包括在α角與θ角上的起始角度與終止角度、與所述移動平臺的最近距離及所述最近距離發(fā)生的角度，其中α角表示點與所述移動平臺的連線與所述移動平臺所在水平面形成的垂直方向上的夾角，θ角表示點與所述移動平臺的連線與所述移動平臺目標(biāo)朝向所述形成的水平方向上的夾角。

所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)通過所述第二獲取單元112獲取，其中，所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)包括運動速度和運動方向。

步驟s3：根據(jù)所述障礙物信息和所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)，計算所述移動平臺的最高安全速度；

具體的，通過所述第一處理單元141計算所述移動平臺的最高安全速度。所述最高安全速度是根據(jù)距離最近的障礙物與所述移動平臺的距離計算得出，所述最高安全速度可以保證所述移動平臺在到達(dá)障礙物的安全距離前能夠剎停。在實際運用中，給所述最高安全速度施加一個單向或雙向的低通濾波，以減少所述移動平臺行為變化突然的情況。所述最高安全速度的計算方法如下：

請結(jié)合圖5，為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中最高安全速度的計算方法示意圖。其中v1、v3均為定值，v2為變量：

給所述最高安全速度vsafe施加了一個單向的低通濾波：

vsafe,t,filtered＝0.95×vsafe,t-1+0.05×vsafe,t

此低通濾波只有在|vsafe,t|>|vsafe,t-1|時才會啟用，可有效減少移動平臺在全速離開障礙物時因速度變化較快發(fā)生的不穩(wěn)定情況。

步驟s4：計算所述移動平臺的目標(biāo)運動速度并控制所述移動平臺按所述目標(biāo)運動速度運動；其中所述目標(biāo)運動速度小于等于所述最高安全速度；

具體的，通過所述第二處理單元142計算獲取所述移動平臺的目標(biāo)運動速度。當(dāng)所述移動平臺的運動速度大于所述最高安全速度，則所述第一控制單元151控制所述移動平臺的速度降至所述最高安全速度，方向不變，此時最高安全速度為移動平臺的所述目標(biāo)運動速度；當(dāng)所述移動平臺的運動速度小于所述最高安全速度，則所述第一控制單元151控制所述移動平臺的速度不變，此時所述移動平臺本身的運動速度為所述目標(biāo)運動速度。

步驟s5：設(shè)定距離閾值，判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與所述距離閾值的關(guān)系，當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于所述距離閾值時，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行；當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離大于所述距離閾值時，控制所述移動平臺執(zhí)行當(dāng)前運動狀態(tài)。

具體的，可設(shè)定距離閾值為5m、8m或10m，或者根據(jù)具體情況賦予其它數(shù)值。所述判斷單元153判斷所述障礙物與所述移動平臺的距離與距離閾值的關(guān)系，所述第二控制單元152根據(jù)所述判斷單元143反饋的信息，控制所述移動平臺運動，具體為當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離小于等于所述距離閾值時，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行；當(dāng)所述障礙物與所述移動平臺的距離大于所述距離閾值時，控制所述移動平臺執(zhí)行當(dāng)前運動狀態(tài)。

優(yōu)選的，控制所述移動平臺對所述障礙物繞行的步驟包括：剔除所述目標(biāo)運動速度在所述障礙物方向上的分量，獲得最終目標(biāo)運動速度向量，所述移動平臺執(zhí)行所述最終目標(biāo)運動速度向量。

請結(jié)合參閱圖6，為圖3所示移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法中移動平臺對障礙物繞行的計算方法示意圖。其中a表示目標(biāo)運動速度向量，b表示目標(biāo)運動速度在目標(biāo)障礙物方向上的分量，c表示最終目標(biāo)運動向量。

目標(biāo)運動速度向量在所述目標(biāo)障礙物方向上的分量可以通過向量點乘計算出來：

目標(biāo)運動速度向量在目標(biāo)障礙物方向上的分量＝目標(biāo)運動速度向量·目標(biāo)障礙物相對于飛行器的位置向量

需要說明的是，所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的障礙物不限于一個，當(dāng)識別到所述環(huán)境數(shù)據(jù)中的所述障礙物的數(shù)量為多個時，對每個所述障礙物執(zhí)行步驟s5。

實施例4

請參閱圖7，為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)200包括獲取模塊21、去噪模塊22、障礙物識別模塊23、處理模塊24及控制模塊25。其中所述獲取模塊21、獲取模塊22、障礙物識別模塊23及控制模塊25分別與實施例1中對應(yīng)的功能模塊相同，在此不做贅述。

與實施例1不相同的是，所述處理模塊24包括第一處理單元241、第二處理單元242、判斷單元243、第三處理單元244和第四處理單元245，其中所述第一處理單元241、第二處理單元242、判斷單元243、第三處理單元244與實施例1中的對應(yīng)功能模塊相同，即在實施例1的基礎(chǔ)上所述處理模塊24增加了所述第四處理單元245。

所述第四處理單元245用于根據(jù)所述移動平臺前的運動狀態(tài)計算風(fēng)險范圍，以使所述移動平臺自動規(guī)避碰撞所述風(fēng)險范圍內(nèi)的障礙物。

風(fēng)險范圍的意思是根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動方向，設(shè)定一個容易與障礙物發(fā)生碰撞的區(qū)域范圍，使所述移動平臺在所述風(fēng)險范圍內(nèi)提前減速，以避免與障礙物發(fā)生碰撞。所述風(fēng)險范圍的形狀可以根據(jù)具體情況自己設(shè)置。例如，當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)為二維數(shù)據(jù)時，設(shè)計所述風(fēng)險范圍為扇形；當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)為三維數(shù)據(jù)時，設(shè)計所述風(fēng)險范圍為圓錐形。本實施方式中，采用二維數(shù)據(jù)，因此對應(yīng)的風(fēng)險范圍為圓錐形，圓錐形的角度是90度，高為30米，圓錐形的高為所述移動平臺水平運動方向，頂點位于所述移動平臺的中心點。

實施例5

本發(fā)明提供一種移動平臺20，請結(jié)合參閱圖8，為本發(fā)明提供的移動平臺的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述移動移動平臺20包括實施例4中的所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)200，根據(jù)所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)200控制所述移動平臺20自動規(guī)避障礙物。

實施例6

本發(fā)明提供一種移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法。請結(jié)合參閱圖9，為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的另一實施例的流程示意圖。所述移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法，包括如下步驟：

步驟s1a，與實施例3中的步驟s1對應(yīng)相同，在此不做贅述；

步驟s2a，獲取所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)，根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)計算風(fēng)險范圍，并在所述風(fēng)險范圍內(nèi)識別環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，當(dāng)存在障礙物時，獲取所述障礙物信息；

其中，獲取所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)的步驟與實施例3中對應(yīng)相同。

根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)計算風(fēng)險范圍，具體為：所述第四處理單元245根據(jù)所述移動平臺前的運動狀態(tài)計算風(fēng)險范圍，并將所述風(fēng)險范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)濾除，以使所述移動平臺自動規(guī)避碰撞所述風(fēng)險范圍內(nèi)的障礙物。

其中，風(fēng)險范圍的意思是根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動方向，設(shè)定一個容易與障礙物發(fā)生碰撞的區(qū)域范圍，使所述移動平臺在所述風(fēng)險范圍內(nèi)提前減速，以避免與障礙物發(fā)生碰撞。所述風(fēng)險范圍的形狀可以根據(jù)具體情況自己設(shè)置。例如，當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)為二維數(shù)據(jù)時，設(shè)計所述風(fēng)險范圍為扇形；當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)為三維數(shù)據(jù)時，設(shè)計所述風(fēng)險范圍為圓錐形。本實施方式中，采用二維數(shù)據(jù)，因此對應(yīng)的風(fēng)險范圍為圓錐形，圓錐形的角度是90度，高為30米，圓錐形的高為所述移動平臺水平運動方向，頂點位于所述移動平臺的中心點。

所述風(fēng)險范圍有時候會(部分)落在傳感器偵測范圍之外，例如飛機在往后飛但我們沒有飛機尾巴方向的環(huán)境數(shù)據(jù)。如果風(fēng)險范圍完全落在感知范圍之外，則調(diào)整風(fēng)險范圍至其與感知范圍重合的部分。

所述障礙物識別模塊23在所述風(fēng)險范圍內(nèi)識別是否有障礙物存在，當(dāng)存在障礙物時，并獲取所述障礙物信息。

步驟s3a-s5a，且步驟s3a-s5a的內(nèi)容與實施例3中步驟s3-s5對應(yīng)相同，在此不做贅述。

實施例7

請參閱圖10，為本發(fā)明提供的自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)的又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)300包括獲取模塊31、去噪模塊32、障礙物識別模塊33、處理模塊34及控制模塊35。其中所述獲取模塊31、獲取模塊32、障礙物識別模塊33及控制模塊35分別與實施例1中對應(yīng)的功能模塊相同，在此不做贅述。

與實施例1不相同的是，所述處理模塊34包括第一處理單元341、第二處理單元342、判斷單元343、第三處理單元344和第四處理單元345，其中所述第一處理單元341、第二處理單元342、判斷單元343、第三處理單元344與實施例1中的對應(yīng)功能模塊對應(yīng)相同，即在實施例1的基礎(chǔ)上所述處理模塊34增加了所述第四處理單元345。

所述第四處理單元345用于根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)濾除預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)，以使所述移動平臺自動規(guī)避碰撞所述預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的障礙物。

所述預(yù)設(shè)距離范圍可根據(jù)實際情況調(diào)整，其半徑可以為5m、8m或10m等不同數(shù)值。將所述預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行濾除，可提高障礙物識別的精確度。

實施例8

本發(fā)明提供一種移動平臺30，請結(jié)合參閱圖11，為本發(fā)明提供的移動平臺的又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述移動移動平臺30包括實施例7中的所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)300，根據(jù)所述自動規(guī)避碰撞系統(tǒng)300控制所述移動平臺30自動規(guī)避障礙物。

實施例9

本發(fā)明提供一種移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法。請結(jié)合參閱圖12，為本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法的又一實施例的流程示意圖。所述移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法，包括如下步驟：

步驟s1b，與實施例3中的步驟s1對應(yīng)相同，在此不做贅述；

步驟s2b，獲取所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)，根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)濾除所述預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)，并在所述預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)識別環(huán)境數(shù)據(jù)中是否有障礙物，當(dāng)存在障礙物時，獲取所述障礙物信息，以得到專門為精確識別近距離障礙物而修改過的環(huán)境數(shù)據(jù)；

其中，獲取所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)的步驟與實施例3中對應(yīng)相同。

根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)濾除所述預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)，以使所述移動平臺自動規(guī)避碰撞所述閾值范圍內(nèi)的障礙物。具體的，所述第四處理單元345根據(jù)所述移動平臺當(dāng)前的運動狀態(tài)濾除預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)，以使所述移動平臺自動規(guī)避碰撞所述預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的障礙物。其中所述預(yù)設(shè)距離范圍可根據(jù)實際情況調(diào)整，其半徑可以為5m、8m或10m等不同數(shù)值。將所述預(yù)設(shè)距離范圍外的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行濾除，可提高障礙物識別的精確度。

所述障礙物識別模塊33在所述預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)識別是否有障礙物存在，當(dāng)存在障礙物時，并獲取所述障礙物信息。

步驟s3b-s5b，且步驟s3b-s5b的內(nèi)容與實施例3中步驟s3-s5對應(yīng)相同，在此不做贅述。

與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法有益效果在于：通過本發(fā)明提供的移動平臺自動規(guī)避碰撞的方法，使所述移動平臺在接近所述障礙物是時可自動繞開障礙物，可有效地對環(huán)境中的障礙物作出反應(yīng)，使飛行器不會主動與障礙物發(fā)生碰撞，提高了飛行器躲避障礙物的安全性能。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。