一种基于AI视觉辅助的无人机航线生成方法及装置

专利主权项内容

1.一种无人机航线生成装置的无人机航线生成方法，所述方法包括一种基于AI视觉辅助的无人机航线生成装置，其特征在于：所述装置包括获取模块、定位模块、监测模块、智能控制模块和航线更新模块，所述获取模块用于获取无人机的飞行区域和初始飞行航线，所述定位模块用于对无人机定位确定无人机飞行时的位置，所述监测模块用于监测无人机的飞行环境，所述智能控制模块用于控制无人机的飞行轨迹，所述航线更新模块用于根据无人机飞行轨迹对初始飞行航线进行更新生成更新后的无人机航线；所述定位模块包括GPS定位单元和惯性测量单元，所述GPS定位单元用于获取无人机在飞行时的位置坐标，所述惯性测量单元用于获取无人机飞行时的速度和姿态信息；所述监测模块对于无人机飞行环境的监测主要为对飞行环境中飞行障碍物的监测，所述监测模块包括视觉传感器、预处理单元和形状生成单元，所述视觉传感器用于采集无人机飞行过程中飞行环境的图像，所述预处理单元用于对采集到的图像进行预处理，包括对图像进行灰度化、二值化和滤波操作；所述形状生成单元用于对预处理后的图像进行形状提取从而获取飞行障碍物形状；所述监测模块还包括距离传感器，所述距离传感器用于获取无人机与飞行障碍物之间的距离；所述智能控制模块控制无人机沿初始飞行航线航行，并在监测模块监测到初始飞行航线上存在飞行障碍物时，控制无人机避障航行；所述监测模块在监测到飞行环境中存在飞行障碍物时，此时以无人机当前位置为原点建立惯性坐标系，所述坐标系中轴指向无人机的飞行方向，/>轴指向与无人机飞行方向垂直的水平方向，/>轴指向飞机下方且与轴垂直；所述智能控制模块通过监测模块获取飞行障碍物重心点/>和飞行障碍物形状边缘距离无人机最近点/>，并根据点/>和点/>设置避障点/>，在飞行障碍物重心点与无人机之间的间距等于或小于设定的避障距离时，控制无人机向点/>方向飞行实现避障；其中所述避障点/>设置在点/>到点/>的方向上，避障点/>在各方向轴的坐标为：X、Y
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；其中，为无人机与飞行障碍物间需保持的最小安全距离，其数值与无人机的转弯半径有关，可自行设定；所述航线更新模块对初始飞行航线更新生成更新后的无人机航线包括以下三种情况下对更新后的无人机航线中航段的更新：(1)：当无人机飞行环境中没有飞行障碍物时，此时无人机沿初始飞行航线航行，此时将无人机在这段航行的轨迹作为更新后的无人机航线中的航段；(2)：当无人机飞行环境中遇到飞行障碍物，且该飞行障碍物为固定障碍时，此时无人机避障航行，此时将无人机在避障航行的轨迹作为更新后的无人机航线中的航段；(3)：当无人机飞行环境中遇到飞行障碍物，且该飞行障碍为随机障碍物时，此时无人机避障航行，此时仍将初始飞行航线中的航段作为更新后的无人机航线中的航段；所述航线更新模块将上述三种情况下的航段连接从而生成更新后的无人机航线；无人机航线生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：获取无人机初始飞行航线，并控制无人机沿初始飞行航线航行；步骤2：判断飞行环境中是否存在飞行障碍物，如果没有存在飞行障碍物，将无人机航行轨迹作为更新后的无人机航线中的航段，如果存在飞行障碍物，进入步骤3；步骤3：获取飞行障碍物形状，并根据飞行障碍物形状判断飞行障碍物是否与地面连接；飞行障碍物与地面连接时进入步骤4，飞行障碍物没有与地面连接时进入步骤5；步骤4：在飞行障碍物与地面连接时，判定此时的飞行障碍物为固定障碍物，将无人机在避障航行的轨迹作为更新后的无人机航线中的航段；步骤5：在飞行障碍物没有与地面连接时，此时设定一个监测时段，通过距离传感器获取无人机与飞行障碍物上某固定点在监测时段内随时间变化的间距，判断/>的值在监测时段内是否在设定的检测区间/>内；如果在监测时段内/>的值一直在检测区间，进入步骤6；如果在监测时段内/>的值出现不在检测区间内的情况时，进入步骤7；步骤6：如果监测时段内的值一直在检测区间/>内，则判定此时的飞行障碍物为固定障碍物，将无人机在避障航行的轨迹作为更新后的无人机航线中的航段；步骤7：如果监测时段内的值出现不在检测区间/>内时，则判定此时的飞行障碍物为随机障碍物，此时不对该航段更新，将初始飞行航线中的航段作为更新后的无人机航线中的航段。