一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法、装置和介质与流程

本发明涉及雷达探测，具体涉及一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法、装置和介质。

背景技术：

1、目前市场上存在的无人机避障方式有以下三种：超声波避障、激光避障和机器视觉避障，超声波探测不会受到光线、粉尘、烟雾干扰，但容易受树叶、草地、海绵等复杂情况及吸音材质干扰；激光避障探测精度高，但容易受环境光干扰；机器视觉避障可靠性高，但成本高并且探测精度较低，导致目前的单一型避障系统避障精度低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是单一型避障系统避障精度低，目的在于提供一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法、装置和介质，通过使用两种避障探头结合探测，监测舵机转动角度以及舵机当前角度下tof探头和超声波探头的测距数据，确定避障角度和避障距离，提高避障精度。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本发明第一方面提供一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，包括以下具体步骤：

4、s1、获取监测的第一数据组，所述第一数据组包括舵机转动角度以及舵机当前角度下tof探头和超声波探头的测距数据；

5、s2、对第一数据组进行预处理，获得相邻两个第一数据组之间的差异值，确定差异值在阈值范围内的第二数据组；

6、s3、对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，确定避障角度和避障距离。

7、本发明通过获取舵机转动角度以及舵机当前角度下tof探头和超声波探头的测距数据，对第一数据组进行预处理，获得第一数据组之间的差异值在阈值范围内的第二数据，对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，确定避障角度和避障距离，探测到障碍物后通过射频天线对无人机发送遥控信号，无人机接收到遥控信号后做出相应运动，完成避障，提高避障精度。

8、进一步的，所述s2具体包括：获取一段时间内的监测数据，将一段时间内相邻的两组第一数据组中的测距数据进行比较，获得差异值历史数据；

9、根据差异值历史数据确定差异值阈值；

10、获取当前检测时段相邻的第一数据组的差异值，获得差异值在阈值范围内的第二数据组。

11、进一步的，所述获得差异值历史数据具体包括，分别对tof探头的监测数据和超声波探头的监测数据的相邻数据进行比较。

12、进一步的，所述监测过程中，所述舵机在转动角度范围内做往复运动，所述舵机转动角度为0-180°。

13、进一步的，所述对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，具体包括：

14、对tof探头和超声波探头的测距数据分别进行数据处理，获得tof探测数据和超声波探测数据；

15、分别对tof探测数据和超声波探测数据设置危险距离阈值，获取危险距离阈值内的数据进一步的，所述确定避障角度和避障距离具体包括：

16、将危险阈值内的tof探测数据和超声波探测数据进行合成，获得距离数据，获取该距离数据监测时刻的舵机转动角度，结合距离数据和舵机转动角度，确定避障角度和避障距离。

17、本发明第二方面提供一种复合模块化无人机避障雷达装置，执行一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，包括舵机，安装在舵机上的tof探头、超声波探头和射频天线、稳压电源、数据处理芯片和舵机控制芯片；

18、所述tof探头、超声波探头和射频天线均与数据处理芯片连接，所述舵机与舵机控制芯片连接；

19、所述舵机控制芯片用于控制舵机带动tof探头和超声波探头进行转动，所述tof探头和超声波探头用于测距。

20、所述数据处理芯片用于对第一数据组进行预处理，获得第一数据组中每组数据之间的差异值在阈值范围内的第二数据组，对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，确定避障角度和避障距离。

21、通过同时使用了两种避障探头，构成了一套复合型的避障系统，并且使用了模块化的设计理念及无线射频的通信方式极大地方便了用户在使用时的安装及调试。

22、进一步的，所述数据处理芯片包括第一数据处理芯片和第二数据处理芯片，所述第一数据处理芯片和第二数据处理芯片均采用atmega328p芯片，所述第一数据处理芯片中，

23、引脚3和引脚21接地，引脚4和引脚6连接电容c4、电容c5和电容c6，所述电容c4、电容c5和电容c6并联，所述并联结构一端连接电源端，另一端接地，引脚7和引脚8连接晶振x1，所述晶振x1两端分别连接电容c1和电容c2，所述电容c1和电容c2与晶振x1连接的另一端接地，引脚14连接usw接口电路第三引脚，引脚15连接第一接口电路的第四引脚或usw接口电路第二引脚，引脚16连接第一接口电路的第一引脚，引脚17连接电阻r2和第一接口电路的第二引脚，所述电阻r2的另一端连接二极管led2，所述二极管led2与电阻r2连接的另一端接地，引脚20连接电容c3，所述电容c3另一端接地，引脚27连接tof接口芯片第三引脚，引脚28连接tof接口芯片第二引脚，引脚29连接电阻r1、第一接口电路第五引脚和开关sw1，引脚30连接电阻r4，所述电阻r4另一端连接aw接口电路第二引脚，引脚31连接电阻r5，所述电阻r5另一端连接aw接口电路第三引脚。

24、进一步的，所述第二数据处理芯片中，

25、引脚3和引脚21接地，引脚4和引脚6连接电容c7、电容c8和电容c9，所述电容c7、电容c8和电容c9并联，所述并联结构一端连接电源端，另一端接地，引脚7和引脚8连接晶振x2，所述晶振x2两端分别连接电容c11和电容c12，所述电容c11和电容c12与晶振x2连接的另一端接地，引脚13连接servo接口电路第三引脚，引脚15连接第二接口电路的第四引脚，引脚16连接第二接口电路的第一引脚，引脚17连接电阻r8和第二接口电路的第二引脚，所述电阻r8的另一端连接二极管led3，所述二极管led3与电阻r8连接的另一端接地，引脚20连接电容c10，所述电容c10另一端接地，引脚27连接tof接口芯片第三引脚，引脚28连接tof接口芯片第二引脚，引脚29连接电阻r9、第二接口电路第五引脚和开关sw2，引脚30连接电阻r9，所述电阻r7另一端连接aw接口电路第二引脚，引脚31连接电阻r6，所述电阻r6另一端连接aw接口电路第三引脚。

26、本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，使所述处理器执行一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法。

27、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

28、通过使用两种避障探头结合探测，监测舵机转动角度以及舵机当前角度下tof探头和超声波探头的测距数据，确定避障角度和避障距离，提高避障精度。

技术特征：

1.一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，所述s2具体包括：获取一段时间内的监测数据，将一段时间内相邻的两组第一数据组中的测距数据进行比较，获得差异值历史数据；

3.根据权利要求2所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，所述获得差异值历史数据具体包括，分别对tof探头的监测数据和超声波探头的监测数据的相邻数据进行比较。

4.根据权利要求2所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，所述监测过程中，所述舵机在转动角度范围内做往复运动，所述舵机转动角度为0-180°。

5.根据权利要求1所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，所述对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，具体包括：

6.根据权利要求5所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，所述确定避障角度和避障距离具体包括：

7.一种复合模块化无人机避障雷达装置，执行如权利要求1-6所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法，其特征在于，包括舵机，安装在舵机上的tof探头、超声波探头和射频天线、稳压电源、数据处理芯片和舵机控制芯片；

8.根据权利要求7所述的一种复合模块化无人机避障雷达装置，其特征在于，所述数据处理芯片包括第一数据处理芯片和第二数据处理芯片，所述第一数据处理芯片和第二数据处理芯片均采用atmega328p芯片，所述第一数据处理芯片中，

9.根据权利要求8所述的一种复合模块化无人机避障雷达装置，其特征在于，所述第二数据处理芯片中，

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-6所述的一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法。

技术总结
本发明公开了一种复合模块化无人机避障雷达的避障方法、装置和介质，包括以下具体步骤：S1、获取监测的第一数据组，第一数据组包括舵机转动角度以及舵机当前角度下TOF探头和超声波探头的测距数据；S2、对第一数据组进行预处理，获得相邻两个第一数据组之间的差异值，确定差异值在阈值范围内的第二数据组；S3、对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，确定避障角度和避障距离。通过获取舵机转动角度以及舵机当前角度下TOF探头和超声波探头的测距数据，对第二数据组进行距离解算处理，获取危险距离阈值内的数据，确定避障角度和避障距离，提高避障精度。

技术研发人员：陈柏西,梁晖辉,张菊玲,张凌浩,王胜,王海
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13