用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法及系統與流程

本發明屬于無人機技術領域，特別涉及一種用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法及系統。

背景技術：

無人機(英語:aircraft)，是指通過機身與空氣的相對運動而獲得空氣動力升空飛行的機器。包括旋翼機、直升機、固定翼等。

目前，無人機飛行過程中進行避障時，往往是通過機身內部所安裝的紅外測距模塊或者雙目測距模塊對無人機與障礙物之間的距離進行實時測量并反饋。

然而，雙目測距模塊雖然測量距離遠，但是其測量精度并不高，紅外測距模塊雖然測量精度高，但其測量距離不遠。

可見，現有技術中單純的通過單一的測距模塊進行測量，測量精度并不高。

技術實現要素：

本發明提供一種用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法及系統，用以解決現有技術中僅能通過單一的測距模塊進行測量而導致的測量精度并不高的技術缺陷。

第一方面，本發明實施例提供了一種飛行避障過程中進行測距模塊切換選擇的方法，所述方法應用于無人機，所述無人機包括雙目測距模塊和紅外測距模塊，所述雙目測距模塊的測距范圍是Δx₁，所述紅外測距模塊的測距范圍是Δx₂；所述方法包括：獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述基礎距離x₀是由至少當前所述無人機的三組基礎距離求取平均值而獲得所述x₀的單位是米；對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；根據判斷結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換。將所述判斷結果，實時反饋至地面站。

可選的，所述Δx₁和所述Δx₂沒有重合的測距范圍；所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換包括：若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

可選的，所述Δx₁和所述Δx₂有重合的測距范圍，所述重合的測距范圍是Δx_1-2；所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換包括：若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

可選的，所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換還包括：若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁；在獲取所述第一數值x₀₁后，切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂。

可選的，所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換還包括：若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂；在獲取所述第二數值x₀₂后，切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁。

第二方面，本發明實施例提供了一種飛行避障過程中進行測距模塊切換選擇的系統，所述系統應用于無人機，所述無人機包括雙目測距模塊和紅外測距模塊，所述雙目測距模塊的測距范圍是Δx₁，所述紅外測距模塊的測距范圍是Δx₂；所述系統包括：獲取模塊，用于獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述基礎距離x₀是由至少當前所述無人機的三組基礎距離求取平均值而獲得；所述x₀的單位是米；判斷模塊，用于對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；切換模塊，用于根據判斷結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換。反饋模塊，用于將所述判斷結果，實時反饋至地面站。

可選的，所述系統還用于：所述Δx₁和所述Δx₂沒有重合的測距范圍；所述切換模塊還用于：若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

可選的，所述系統還用于：所述Δx₁和所述Δx₂有重合的測距范圍，所述重合的測距范圍是Δx_1-2；所述切換模塊還用于：若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

可選的，所述切換模塊還用于：若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁；在獲取所述第一數值x₀₁后，切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂。

可選的，所述切換模塊還用于：若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂；在獲取所述第二數值x₀₂后，切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁。

本發明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本發明應用于無人機時，通過在無人機內同時設置雙目測距模塊和紅外測距模塊，并在實際測距過程中首先獲取當前無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；然后對所述x₀是在雙目測距模塊的測距范圍還是在紅外測距模塊的測距范圍進行判斷，并根據判斷結果切換合適的測距模塊進行測量，以此可同時通過兩個測距模塊針對不同的測距范圍進行準確測量，解決了現有技術中僅能通過單一的測距模塊進行測量而導致的測量精度并不高的技術缺陷。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法流程示意圖；以及

圖2為本發明實施例提供的飛行避障過程中進行測距模塊切換選擇的系統原理示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法及系統，解決了現有技術中僅能通過單一的測距模塊進行測量而導致的測量精度并不高的技術缺陷，達到了通過多個測距模塊之間進行切換來精確測量避障距離的技術效果。

本發明實施例中的技術方案，總體思路如下：

在應用于無人機時，通過在所述無人機中設置雙目測距模塊和紅外測距模塊，所述雙目測距模塊的測距范圍是Δx₁，所述紅外測距模塊的測距范圍是Δx₂；然后通過如下方法：獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述x₀的單位是米；對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；根據判斷結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換。

上述方法在無人機中同時設置了雙目測距模塊和紅外測距模塊，并將雙目測距模塊的測距范圍Δx₁和紅外測距模塊的測距范圍Δx₂作為參考范圍，來對當前無人機與障礙物之間的基礎距離x₀進行判斷，來識別當前無人機正處于哪一個測距模塊可測量的距離范圍內，然后根據判斷結果對兩個測距模塊進行切換，繼而使得在各個測距模塊所能夠精確測量的范圍內來完成避障距離的測量，具有測量精度高的技術效果。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。

實施例一

本實施例提供一種用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法，應用于無人機，所述無人機包括雙目測距模塊和紅外測距模塊，所述雙目測距模塊的測距范圍是Δx₁，所述紅外測距模塊的測距范圍是Δx₂。

請參考圖1，所述方法包括：

步驟S110：獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述x₀的單位是米；

步驟S120：對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；

步驟S130：根據判斷結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換。

眾所周知，無人機包括多旋翼無人機、無人直升機、固定翼無人機等多種類型，本發明實施例對此并不局限。也即，所提供的的方法可適用于無人機中任意一種類型的無人機。

具體來講，無人機在飛行過程中由于經常會遇到在無人機的飛行前方出現障礙物的情況，因此往往需要通過機身內部所安裝的紅外測距模塊或者雙目測距模塊對無人機與障礙物之間的距離進行實時測量并反饋，以便無人機及時獲取到其與障礙物之間的實時距離，并及時做出響應。而能否確保無人機響應及時以避免安全事故的發生，就使得所測量的無人機與障礙物之間的實時距離的精確度顯得尤為重要。據發明人研究發現，雙目測距模塊雖然測量距離遠，但是其測量精度并不高，紅外測距模塊雖然測量精度高，但其測量距離不遠。

換句話說，當無人機僅使用雙目測距模塊進行測量時，則在無人機與障礙物之間距離還處于較遠時，雙目測距模塊的確能夠檢測到無人機與障礙物之間的距離。而當隨著無人機與障礙物之間距離越來越近，雙目測距模塊的測量誤差也越來越大，當超過雙目測距模塊的測量精度范圍時，則極易由于測量距離不準確而導致安全事故的發生。同樣的，無人機僅使用紅外測距模塊進行測量時，則在無人機與障礙物之間距離還處于較遠時，紅外測距模塊無法測量到此時無人機與障礙物之間距離，而只有當無人機與障礙物距離到較近且處于紅外測距模塊的測距范圍時，才能夠準確測量。而此時由于無人機距離障礙物已經較近，此時無人機通過所測量的距離在做出停機響應時往往由于來不及完全停機而導致安全事故的發生。

基于此，本發明實施例提供了一種用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法。

需要說明的是，所述的雙目測距模塊的測距范圍Δx₁，和紅外測距模塊的測距范圍Δx₂單位均為m。

下面，結合圖1對本發明提供的用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法進行詳細介紹：

首先，執行步驟S110，獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述x₀的單位是米；

其中，所述基礎距離x₀可以理解為是初步檢測的無人機與障礙物之間的基礎距離數值，該距離數值只能精確到米，能夠大致反應無人機與障礙物之間的遠近，但并不能精確反應二者間的準確距離。

但是，需要說明的是，為了進一步提高測量進度，該基礎距離x₀是由至少當前所述無人機的三組基礎距離求取平均值而獲得；例如，所獲取的當前無人機的三組基礎距離數值分別為x’、x”、x”’；則x₀＝(x’+x”+x”’)/3；其中，x’、x”、x”’的單位均是米。

然后，執行步驟S120：對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；

具體而言，在步驟S110獲得了基礎距離x₀，此時可將基礎距離x₀分別與雙目測距模塊的測距范圍Δx₁，和紅外測距模塊的測距范圍Δx₂進行對比，以判斷所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值。

在本發明實施例中，雙目測距模塊的最遠測量距離要比紅外測距模塊的最遠測量距離大，而紅外測距模塊的最近測量距離要比雙目測距模塊的最近測量距離小，因此，在本發明實施例中可以有如下幾種情況：

第一種情況

當所述Δx₁和所述Δx₂沒有重合的測距范圍，例如：雙目測距模塊的測距范圍Δx₁是12m-20m(不包含端點)，紅外測距模塊的測距范圍Δx₂是0.1m-12m(包含端點)，此時在本發明實施例中所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換可以包括：

若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值，也即所述x₀是在12m-20m中的一個距離數值，此時則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；進而獲得無人機與障礙物之間的標準距離Y₀。所述標準距離Y₀的單位是m，但是可以理解標準距離Y₀的準確度/精度高于基礎距離x₀。

若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內的距離數值，也即所述x₀是在0.1m-12m中的一個距離數值，此時則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；進而獲得無人機與障礙物之間的標準距離Y₀。同樣的，所述標準距離Y₀的單位是m，但是可以理解標準距離Y₀的準確度/精度高于基礎距離x₀。

第二種情況

所述Δx₁和所述Δx₂有重合的測距范圍，所述重合的測距范圍是Δx_1-2；例如：雙目測距模塊的測距范圍Δx₁是8m-20m，紅外測距模塊的測距范圍Δx₂是0.1m-12m，此時在本發明實施例中所述根據比較結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換包括：

若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；進而獲得無人機與障礙物之間的標準距離Y₀。同樣的，所述標準距離Y₀的單位是m，但是可以理解標準距離Y₀的準確度/精度高于基礎距離x₀。

若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；進而獲得無人機與障礙物之間的標準距離Y₀。同樣的，所述標準距離Y₀的單位是m，但是可以理解標準距離Y₀的準確度/精度高于基礎距離x₀。

需要特別注意的是，在第二種情況中，還會存在所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值的情況，若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，例如x₀＝10m；則：此時也存在兩種操作方式：

第一種操作方式

首先將用于測距的模塊切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁；

然后在獲取所述第一數值x₀₁后，切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂。

最后在依據所述第一數值x₀₁和所述第二數值x₀₂獲取所述述無人機和所述障礙物之間的標準距離Y₀；所述Y₀的單位是米。

需要強調的是，在第一種操作方式中依據所述第一數值x₀₁和所述第二數值x₀₂獲取所述述無人機和所述障礙物之間的標準距離可以通過公式Y₀＝k₁*x₀₁+k₂*x₀₂，獲得。其中，k₁和k₂可以理解為均為權重系數，且k₁大于0小于1，k₂大于0小于1；k₁+k₂＝1。

第二種操作方式

首先將用于測距的模塊切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂；

然后在獲取所述第二數值x₀₂后，切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁。

最后在依據所述第一數值x₀₁和所述第二數值x₀₂獲取所述述無人機和所述障礙物之間的標準距離Y₀；所述Y₀的單位是米。

同樣需要強調的是，這里依據所述第一數值x₀₁和所述第二數值x₀₂獲取所述述無人機和所述障礙物之間的標準距離可以通過公式Y₀＝k₁*x₀₁+k₂*x₀₂，獲得。其中，k₁和k₂可以理解為均為權重系數，且k₁大于0小于1，k₂大于0小于1；k₁+k₂＝1。

在這里，雖然所測量的基礎距離x₀既屬于所述Δx₁范圍內，也屬于所述Δx₂。但通過權重系數的操作方式，避免了單取某一個測距模塊所測量的數值而帶來的測量不準確的技術缺陷。

最后，本發明實施例中可將所述判斷結果，實時反饋至地面站，以便地面站操作人員實時記錄并監測。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供了與實施例一中方法對應的系統，見實施例二。

實施例二

本實施例提供了一種飛行避障過程中進行測距模塊切換選擇的系統，請參考圖2，所述系統應用于無人機，所述無人機包括雙目測距模塊和紅外測距模塊，所述雙目測距模塊的測距范圍是Δx₁，所述紅外測距模塊的測距范圍是Δx₂；所述系統包括：

獲取模塊210，用于獲取當前所述無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；所述x₀的單位是米；

判斷模塊220，用于對所述x₀是否屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值和/或所述Δx₂范圍內的距離數值進行判斷；

切換模塊230，用于根據判斷結果，對所述雙目測距模塊和所述紅外測距模塊進行切換。

在本發明實施例中，所述系統還用于：

所述Δx₁和所述Δx₂沒有重合的測距范圍；

所述切換模塊還用于：

若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；

若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

在本發明實施例中，所述系統還用于：

所述Δx₁和所述Δx₂有重合的測距范圍，所述重合的測距范圍是Δx_1-2；

所述切換模塊還用于：

若所述x₀是屬于在所述Δx₁范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量；

若所述x₀是屬于在所述Δx₂范圍內，且不屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則選擇所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量。

在本發明實施例中，所述切換模塊還用于：

若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：

切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁；

在獲取所述第一數值x₀₁后，切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂。

在本發明實施例中，所述切換模塊還用于：

若所述x₀是屬于在所述Δx_1-2范圍內的距離數值，則：

切換至所述紅外測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第二數值x₀₂；

在獲取所述第二數值x₀₂后，切換至所述雙目測距模塊對所述無人機和所述障礙物之間的距離進行測量，獲取第一數值x₀₁。

由于本發明實施例二所介紹的系統，為實施本發明實施例一的用于飛行過程中的避障距離進行監測的方法所采用的系統，故而基于本發明實施例一所介紹的方法，本領域所屬人員能夠了解該系統的具體結構及變形，故而在此不再贅述。凡是本發明實施例一的方法所采用的系統都屬于本發明所欲保護的范圍。

本發明實施例中提供的技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

本發明應用于無人機時，通過在無人機內同時設置雙目測距模塊和紅外測距模塊，并在實際測距過程中首先獲取當前無人機與障礙物之間的基礎距離x₀；然后對所述x₀是在雙目測距模塊的測距范圍還是在紅外測距模塊的測距范圍進行判斷，并根據判斷結果切換合適的測距模塊進行測量，以此可同時通過兩個測距模塊針對不同的測距范圍進行準確測量，解決了現有技術中僅能通過單一的測距模塊進行測量而導致的測量精度并不高的技術缺陷。

本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的系統。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令系統的制造品，該指令系統實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明實施例的精神和范圍。這樣，倘若本發明實施例的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。