一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

1.本申请涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.复合翼无人机由于兼具固定翼无人机飞行速度快和旋翼无人机垂直起降的优点，在测绘、巡检等领域得到广泛应用。
3.目前，复合翼无人机在进行前视避障操作时，一般都是利用超声波测距传感器、视觉传感器等距离传感器进行距离探测，并以固定翼模式躲避前方障碍物，但是，由于前述距离传感器所能探测的距离比较近，且固定翼模式的飞行速度比较快，因此，现有避障方式无法使得复合翼无人机进行有效地避障，从而会给复合翼无人机飞行的安全性带来影响。
4.综上所述，如何使得无人机进行有效地避障，以保障无人机飞行的安全性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本申请的目的是提供一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于使得无人机进行有效地避障，以保障无人机飞行的安全性。
6.为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
7.一种无人机避障方法，包括：
8.利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测所述复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据所述前视距离及所述复合翼无人机的当前俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；
9.当所述水平距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；
10.当确定所述复合翼无人机避开所述前方障碍物时，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
11.优选的，在当所述水平距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高之前，还包括：
12.若所述水平距离小于第二阈值，则控制所述复合翼无人机以所述固定翼模式进行抬头爬高，以躲避所述前方障碍物；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；
13.若确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述水平距离小于所述第一阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
14.优选的，确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，是否存在所述水平距离小于第一阈值，包括：
15.若所述第一雷达在所述复合翼无人机抬头爬高过程中能检测到所述前方障碍物，
则利用所述第一雷达检测所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前前视距离，并利用所述当前前视距离和当前俯仰角计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离，且判断所述当前水平距离是否小于所述第一阈值，若是，则确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述水平距离小于第一阈值。
16.优选的，确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，是否存在所述水平距离小于第一阈值，包括：
17.若所述第一雷达在所述复合翼无人机抬头爬高过程中第一次检测不到所述前方障碍物，则获取所述第一雷达在最后一次检测到所述前方障碍物对应的障碍物距离和俯仰角；
18.利用所述障碍物距离和所述俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的临界距离、所述前方障碍物的相对高度；
19.根据所述复合翼无人机抬头爬高的速度及时间，计算所述复合翼无人机的爬升高度，并根据所述临界距离、所述复合翼无人机的前飞速度及时间，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离；
20.判断所述当前水平距离是否在所述爬升高度不大于所述前方障碍物的相对高度下小于所述第一阈值，若是，则确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述前视距离小于第一阈值。
21.优选的，还包括：
22.利用搭载在所述复合翼无人机上的第二雷达检测所述复合翼无人机与下方障碍物的下视距离；
23.若所述水平距离未小于所述第二阈值且若所述下视距离小于第三阈值，则控制所述复合翼无人机保持固定翼模式进行前飞，并控制所述复合翼无人机进行抬头爬高，且在确定所述复合翼无人机避开所述下方障碍物后，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行；
24.若所述复合翼无人机在下视避障中出现所述水平距离小于所述第二阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机以所述固定翼模式进行抬头爬高的步骤。
25.优选的，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行，包括：
26.控制所述复合翼无人机减小旋翼转速，并增大所述固定翼模式的动力，以使所述复合翼无人机加速前飞；
27.当所述复合翼无人机的前飞速度达到预设值时，锁定所述复合翼无人机的旋翼，并控制所述复合翼无人机以前飞速度为所述预设值进行固定翼模式的飞行。
28.优选的，在控制所述复合翼无人机减小旋翼转速，并增大所述固定翼模式的动力时，还包括：
29.继续利用所述第一雷达检测所述复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；
30.若所述水平距离小于所述第一阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
31.一种无人机避障装置，包括：
32.第一检测模块，用于利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测所述复合翼无人
机与前方障碍物的前视距离，并根据所述前视距离及所述复合翼无人机的当前俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；
33.第一控制模块，用于当水平前视距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；
34.第二控制模块，用于当确定所述复合翼无人机避开所述前方障碍物时，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
35.一种无人机避障设备，包括：
36.存储器，用于存储计算机程序；
37.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的无人机避障方法的步骤。
38.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器处理时实现如上述任一项所述的无人机避障方法的步骤。
39.本申请提供了一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，该方法包括：利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
40.本申请公开的上述技术方案，利用雷达实现远距离的障碍物检测，以便于无人机在距离前方障碍物较远处即可开始进行前视避障，且在复合翼无人机与前方障碍物的水平距离小于第一阈值，以进行前视避障时，通过减少固定翼模式的动力而减少复合翼无人机的前飞速度，并通过控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高而使复合翼无人机能够快速上升，从而通过固定翼模式和旋翼模式相结合的方式进行有效地前视避障，以保证复合翼无人机飞行的安全性。
附图说明
41.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
42.图1为本申请实施例提供的一种无人机避障方法的流程图；
43.图2为本申请实施例提供的一种无人机避障装置的结构示意图；
44.图3为本申请实施例提供的一种无人机避障设备的结构示意图。
具体实施方式
45.本申请的目的是一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于使得无人机进行有效地避障，以保障无人机飞行的安全性。
46.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
47.参见图1，其示出了本申请实施例提供的一种无人机避障方法的流程图，本申请实施例提供的一种无人机避障方法，可以包括：
48.s11：利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离。
49.预先在复合翼无人机上搭载第一雷达，并利用第一雷达进行前视测距，以检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离l。其中，雷达具有测试距离远、不受雾、云和雨的阻挡等特点，因此，在复合翼无人机上可以实现远距离检测前方障碍物，以便于复合翼无人机能够在距离障碍物较远位置处即可开始进行前方避障，且本申请具体可以利用工作在毫米波波段的毫米波雷达作为第一雷达，其具有探测距离远、体积小、质量轻及机动性好等特点。
50.在检测到复合翼无人机与前方障碍物的前视距离l的同时，可以获取复合翼无人机在与检测到的前视距离l处于同一时刻的当前俯仰角θ，并利用l
水平
＝lcosθ计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离l
水平
。
51.s12：当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高。
52.在利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并计算出复合翼无人机与前方障碍物的水平距离之后，可以将水平距离与第一阈值l
min1
进行比较，在水平距离小于第一阈值l
min1
时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，以减小复合翼无人机的前飞速度，以避免复合翼无人机因前飞速度过快而导致其撞到前方障碍物上，与此同时，还可以控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高，即控制复合翼无人机启动旋翼，且使旋翼转速增大，以使得复合翼无人机可以在旋翼模式下进行垂直爬高而躲避前方障碍物，也即通过固定翼模式和旋翼模式相结合的方式来进行前视避障，以使得复合翼无人机能够进行有效地避障，从而保障复合翼无人机飞行的安全性。
53.需要说明的是，上述提及的第一阈值可以预先通过实验和模拟等获得，且在步骤s12中，复合翼无人机在减少固定翼模式的动力时，为了有效地进行避障，其固定翼的动力可以减为0，也即复合翼无人机的前飞速度可以降为0，此时，由于复合翼无人机同时处于旋翼模式，因此，并不会导致复合翼无人机出现跌落等情况。
54.s13：当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
55.在以固定翼模式和旋翼模式相结合的方式躲避前方障碍物的同时，可以确定复合翼无人机是否避开前方障碍物，具体地，若第一雷达未检测到前方障碍物或者第一雷达检测到前方障碍物但复合翼无人机与前方障碍物的前视距离大于前视避障阈值l
max
，则确定复合翼无人机避开前方障碍物。其中，在确定复合翼无人机避开前方障碍物之后，可以控制复合翼无人机以当前的固定翼模式和当前的旋翼模式飞行第一延迟时长，之后，可以控制复合翼无人机退出前视避障，具体地，控制复合翼无人机从固定翼模式和旋翼模式相结合的飞行方式转为正常固定翼模式进行飞行，以使得复合翼无人机可以按照原有的固定翼模式继续进行飞行。其中，控制复合翼无人机以当前的固定翼模式和当前的旋翼模式飞行第
一延迟时长可以给复合翼无人机留有一定的余量，以便于提高复合翼无人机前视避障的可靠性，从而便于提高复合翼无人机飞行的安全性。
56.需要说明的是，本申请的无人机避障方案可以应用在复合翼无人机处于起飞模式、飞行模式、降落模式等飞行模式中，以实现复合翼无人机在这些模式中的有效避障，从而保证复合翼无人机飞行的安全性。
57.本申请公开的上述技术方案，利用雷达实现远距离的障碍物检测，以便于无人机在距离前方障碍物较远处即可开始进行前视避障，且在前视距离小于第一阈值，以进行前视避障时，通过减少固定翼模式的动力而减少复合翼无人机的前飞速度，并通过控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高而使复合翼无人机能够快速上升，从而通过固定翼模式和旋翼模式相结合的方式进行有效地前视避障，以保证复合翼无人机飞行的安全性。
58.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，在当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高之前，还可以包括：
59.若水平距离小于第二阈值，则控制复合翼无人机以固定翼模式进行抬头爬高，以躲避前方障碍物；其中，第二阈值大于第一阈值；
60.若确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在水平距离小于第一阈值，则执行控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
61.在执行步骤s12之前，若确定出复合翼无人机与前方障碍物的水平距离小于第二阈值l
min2
(第二阈值l
min2
大于第一阈值l
min1
)，则可以先控制复合翼无人机以固定翼模式进行前视避障(可视为第一阶段的前视避障)，具体地，可以控制复合翼无人机在固定翼模式下进行抬头爬高，以躲避前方障碍物。若复合翼无人机在以固定翼模式避开前方障碍物前，存在水平距离小于第一阈值的情况，也即若确定复合翼无人机在其与前方障碍物的水平距离小于第一阈值之前未避开前方障碍物，此时，则可以执行步骤s12，即控制复合翼无人机以固定翼模式和旋翼模式相结合的方式来进行前视避障(可视为第二阶段的前视避障)。
62.需要说明的是，在上述第一阶段的前视避障中，在复合翼无人机抬头爬高过程中，还可以控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，以减小复合翼无人机的前飞速度，且考虑到复合翼无人机在此阶段仅飞行在固定翼模式，因此，为了避免复合翼无人机在该过程中出现跌落，保障复合翼无人机的安全性，则在减小固定翼模式的动力，以减小前飞速度时，需要控制前飞速度不小于预设极限值(具体为大于0的值)。另外，在复合翼无人机处于不同飞行模式(例如：起飞模式、飞行模式、降落模式等)时，第二阈值l
min2
与第一阈值l
min1
的取值可以各不相同，以便于实现对环境的适应，从而提高复合翼无人机飞行的安全性，而且为了避免复合翼无人机一直处于避障状态而无法退出，则在复合翼无人机前视避障高度超过第一高度阈值或者前视避障时长超过第一预设时长，则控制复合翼无人机进行迫降，以实现对复合翼无人机的异常保护，从而便于提高复合翼无人机的安全性。
63.通过上述先利用固定翼模式进行前视避障，再利用固定翼模式和旋翼模式相结合的方式进行前视避障不仅可以提高前视避障的可靠性，而且可以尽量减小复合翼无人机的模式切换，并可以减少旋翼模式的运行时间，从而减小复合翼无人机的能源消耗。
64.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，确定复合翼无人机在避开前方障碍物
前，是否存在水平距离小于第一阈值，可以包括：
65.若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中能检测到前方障碍物，则利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的当前前视距离，并利用所述当前前视距离和当前俯仰角计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离，且判断当前水平距离是否小于第一阈值，若是，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在水平距离小于第一阈值。
66.在本申请中，在确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，是否存在水平距离小于第一阈值时，若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中能检测到前方障碍物，则可以利用第一雷达持续检测复合翼无人机与前方障碍物的当前前视距离，并获取与当前前视距离对应的当前俯仰角，利用当前前视距离和当前俯仰角计算复合翼无人机与前方障碍物的当前水平距离，且判断当前水平距离是否小于第一阈值，若是，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前存在水平距离小于第一阈值。
67.在上述情况下可以直接进行当前前视距离的检测并进行当前水平距离的计算且与第一阈值进行比较，以便于直观地确定在避开前方障碍物前是否存在前视距离小于第一阈值的情况。
68.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，是否存在当前水平距离小于第一阈值，可以包括：
69.若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中检测不到前方障碍物，则获取第一雷达在最后一次检测到前方障碍物对应的障碍物距离和俯仰角；
70.利用障碍物距离和俯仰角，计算复合翼无人机与前方障碍物的临界距离、前方障碍物的相对高度；
71.根据复合翼无人机抬头爬高的速度及时间，计算复合翼无人机的爬升高度，并根据临界距离、复合翼无人机的前飞速度及时间，计算复合翼无人机与前方障碍物的当前水平距离；
72.判断当前水平距离是否在爬升高度不大于前方障碍物的相对高度下小于第一阈值，若是，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在前视距离小于第一阈值。
73.在本申请中，在确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，是否存在前视距离小于第一阈值时，若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中第一次检测不到前方障碍物，则获取第一雷达在此之前最后一次检测到前方障碍物对应的障碍物距离l
last
及俯仰角θ
last
，然后，利用l
障碍物
＝l
last
cosθ
last
计算复合翼无人机与前方障碍物的临界距离l
障碍物
，并利用h
障碍物
＝l
last
sinθ
last
计算前方障碍物相对复合翼无人机的相对高度h
障碍物
，之后，利用计算复合翼无人机的爬升高度h，其中，v
爬高
为复合翼无人机的爬高速度，并利用计算复合翼无人机与前方障碍物的当前水平距离l
当前障碍物
，其中，v
前飞
为复合翼无人机的前飞速度。
74.判断当前水平距离l
当前障碍物
是否在爬升高度h不大于前方障碍物的相对高度h
障碍物
下小于第一阈值，若当前水平距离l
当前障碍物
是在爬升高度h不大于前方障碍物的相对高度h
障碍物
下小于第一阈值，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前存在前视距离小于第一阈值，此时，可以进入第二阶段的前视避障；如果确定复合翼无人机在当前水平距离l
当前障碍物
小于第一阈值之前，其爬升高度h就大于前方障碍物的相对高度h
障碍物
，此时，可认为复合翼无人机避障成功，也即如果确定复合翼无人机在其当前水平距离l
当前障碍物
大于第一阈值时，爬升高度h大于前方障碍物的相对高度h
障碍物
，则可以认为复合翼无人机避障成功，此时，可以控制复合翼无人机以当前的固定翼模式飞行第二延时时长，然后，再控制复合翼无人机退出前视避障，具体地，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
75.通过上述过程可以实现即使在第一雷达在第一阶段的前视避障过程中检测不到前方障碍物也能判断复合翼无人机是否避障成功，并确定是否需要进行第二阶段的前视避障，以提高复合翼无人机避障的可靠性。
76.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，还可以包括：
77.利用搭载在复合翼无人机上的第二雷达检测复合翼无人机与下方障碍物的下视距离；
78.若水平视距离未小于第二阈值且若下视距离小于第三阈值，则控制复合翼无人机保持固定翼模式进行前飞，并控制复合翼无人机进行抬头爬高，且在确定复合翼无人机避开下方障碍物后，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行；
79.若复合翼无人机在下视避障中出现水平距离小于第二阈值，则执行控制复合翼无人机以固定翼模式进行抬头爬高的步骤。
80.在本申请中，还可以利用搭载在复合翼无人机上的第二雷达检测复合翼无人机与下方障碍物的下视距离，其中，第二雷达与第一雷达可以为同类型的雷达。在利用第二雷达检测到下视距离之后，若复合翼无人机与前方障碍物的水平距离未小于第二阈值(也即若未进入前视避障)且若下视距离小于第三阈值，则可以控制复合翼无人机进入下视避障，具体地，可以控制复合翼无人机保持固定翼模式进行前飞，且控制复合翼无人机在固定翼模式下进行抬头爬高，以进行下视避障，且在抬头爬高的过程中，若第二雷达检测不到下方障碍物或者虽能检测到下方障碍物但与下方障碍物的下视距离大于下视避障阈值h
max
，则可认为复合翼无人机已避开下方障碍物，即下视避障成功，此时，可以控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行，即按照原有的固定翼模式进行前飞，而不再抬头爬高。
81.其中，在复合翼无人机在进行下视避障过程中，继续进行前视避障的检测，且若出现水平距离小于第二阈值的情况，则此时从下视避障转为前视避障，即执行控制复合翼无人机以固定翼模式进行抬头爬高的步骤，也即考虑到前方障碍物危险性更大同时更难规避，因此，在本申请中，前视避障的优先级高于下视避障的优先级，具体而言，即为当水平距离符合前述提及的前视避障条件时就进入前视避障，如果水平距离不符合前述提及的前视避障条件，就进行下视避障检测并在符合下视避障条件时进行下视避障操作，并在下视避障中继续进行前视避障检测，也即执行步骤s11和判断水平距离与第二阈值的关系，并在水平距离小于第二阈值时由下视避障转换到前视避障。
82.需要说明的是，在复合翼无人机处于不同的飞行模式时，对应的第三阈值的大小可以不同，以便于适应不同的环境，且为了避免复合翼无人机一直处于避障状态而无法退出，则在复合翼无人机下视避障高度超过第二高度阈值或者下视避障时长超过第二预设时长，则控制复合翼无人机退出下视避障，并恢复到正常固定翼模式进行飞行，以实现对
复合翼无人机的异常保护，从而便于提高复合翼无人机的安全性。
83.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行，可以包括：
84.控制复合翼无人机减小旋翼转速，并增大固定翼模式的动力，以使复合翼无人机加速前飞；
85.当复合翼无人机的前飞速度达到预设值时，锁定复合翼无人机的旋翼，并控制复合翼无人机以前飞速度为预设值进行固定翼模式的飞行。
86.在本申请中，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行的过程具体为：控制复合翼无人机减小旋翼转速，以使得复合翼无人机的垂直速度减小，同时增大固定翼模式的动力，以使得复合翼无人机加速前飞，在加速前飞的过程中，如果复合翼无人机的前飞速度达到预设值，则完成前视避障的退出，此时，锁定复合翼无人机的旋翼，并使复合翼无人机以预设值大小的前飞速度进行固定翼模式的飞行，也即恢复到正常固定翼模式飞行，以减少复合翼无人机的能源消耗。
87.本申请实施例提供的一种无人机避障方法，在控制复合翼无人机减小旋翼转速，并增大固定翼模式的动力时，还可以包括：
88.继续利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离；
89.若水平距离小于第一阈值，则执行控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
90.在本申请中，在控制复合翼无人机减小旋翼转速，并增大固定翼模式的动力时，也即在退出前视避障的过程中，可以继续利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并继续计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离，如果存在水平距离小于第一阈值，则执行控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤，也即复合翼无人机继续以固定翼模式和旋翼模式相结合的方式进行前视避障，直至避开前视障碍物后再退出前视避障，以保障复合翼无人机飞行的安全性。
91.本申请实施例还提供了一种无人机避障装置，参见图2，其示出了本申请实施例提供的一种无人机避障装置的结构示意图，可以包括：
92.第一检测模块21，用于利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离；
93.第一控制模块22，用于当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；
94.第二控制模块23，用于当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
95.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，还可以包括：
96.第三控制模块，用于在当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高之前，若水平距离小于第二阈值，则控制复合翼无人机以固定翼模式进行抬头爬高，以躲避前方障碍物；其中，第二阈值大于第一阈值；
97.第一执行模块，用于若确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在水平距离小于第一阈值，则执行控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
98.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，包括用于确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，是否存在水平距离小于第一阈值的确定模块，且确定模块可以包括：
99.第一判断单元，用于若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中能检测到前方障碍物，则利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的当前前视距离，并利用所述当前前视距离和当前俯仰角计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离，且判断当前水平距离是否小于第一阈值，若是，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在水平距离小于第一阈值。
100.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，用于确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，是否存在水平距离小于第一阈值的确定模块可以包括：
101.获取单元，用于若第一雷达在复合翼无人机抬头爬高过程中检测不到前方障碍物，则获取第一雷达在最后一次检测到前方障碍物对应的障碍物距离和俯仰角；
102.第一计算单元，用于利用障碍物距离和俯仰角，计算复合翼无人机与前方障碍物的临界距离、前方障碍物的相对高度；
103.第二计算单元，用于根据复合翼无人机抬头爬高的速度及时间，计算复合翼无人机的爬升高度，并根据临界距离、复合翼无人机的前飞速度及时间，计算复合翼无人机与前方障碍物的当前水平距离；
104.第二判断单元，用于判断当前水平距离是否在爬升高度不大于前方障碍物的相对高度下小于第一阈值，若是，则确定复合翼无人机在避开前方障碍物前，存在前视距离小于第一阈值。
105.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，还可以包括：
106.第二检测模块，用于利用搭载在复合翼无人机上的第二雷达检测复合翼无人机与下方障碍物的下视距离；
107.第四控制模块，用于若水平视距离未小于第二阈值且若下视距离小于第三阈值，则控制复合翼无人机保持固定翼模式进行前飞，并控制复合翼无人机进行抬头爬高，且在确定复合翼无人机避开下方障碍物后，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行；
108.第二执行模块，用于若复合翼无人机在下视避障中出现水平距离小于第二阈值，则执行控制复合翼无人机以固定翼模式进行抬头爬高的步骤。
109.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，第二控制模块23可以包括：
110.第一控制单元，用于控制复合翼无人机减小旋翼转速，并增大固定翼模式的动力，以使复合翼无人机加速前飞；
111.第二控制单元，用于当复合翼无人机的前飞速度达到预设值时，锁定复合翼无人机的旋翼，并控制复合翼无人机以前飞速度为预设值进行固定翼模式的飞行。
112.本申请实施例提供的一种无人机避障装置，第二控制模块23还可以包括：
113.检测单元，用于在控制复合翼无人机减小旋翼转速，并增大固定翼模式的动力时，继续利用第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并计算复合翼无人机与前方障碍物的水平距离；
114.执行单元，用于若水平距离小于第一阈值，则执行控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。
115.本申请实施例还提供了一种无人机避障设备，参见图3，其示出了本申请实施例提供的一种无人机避障设备的结构示意图，可以包括：
116.存储器，用于存储计算机程序；
117.处理器，用于执行存储器存储的计算机程序时可实现如下步骤：
118.利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
119.本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器处理时可实现如下步骤：
120.利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。
121.该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
122.本申请实施例提供的一种无人机避障装置、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明可以参见本申请实施例提供的一种无人机避障方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。
123.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
124.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种无人机避障方法，其特征在于，包括：利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测所述复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据所述前视距离及所述复合翼无人机的当前俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；当所述水平距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；当确定所述复合翼无人机避开所述前方障碍物时，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。2.根据权利要求1所述的无人机避障方法，其特征在于，在当所述水平距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高之前，还包括：若所述水平距离小于第二阈值，则控制所述复合翼无人机以所述固定翼模式进行抬头爬高，以躲避所述前方障碍物；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值；若确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述水平距离小于所述第一阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。3.根据权利要求2所述的无人机避障方法，其特征在于，确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，是否存在所述水平距离小于第一阈值，包括：若所述第一雷达在所述复合翼无人机抬头爬高过程中能检测到所述前方障碍物，则利用所述第一雷达检测所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前前视距离，并利用所述当前前视距离和当前俯仰角计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离，且判断所述当前水平距离是否小于所述第一阈值，若是，则确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述水平距离小于第一阈值。4.根据权利要求2所述的无人机避障方法，其特征在于，确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，是否存在所述水平距离小于第一阈值，包括：若所述第一雷达在所述复合翼无人机抬头爬高过程中第一次检测不到所述前方障碍物，则获取所述第一雷达在最后一次检测到所述前方障碍物对应的障碍物距离和俯仰角；利用所述障碍物距离和所述俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的临界距离、所述前方障碍物的相对高度；根据所述复合翼无人机抬头爬高的速度及时间，计算所述复合翼无人机的爬升高度，并根据所述临界距离、所述复合翼无人机的前飞速度及时间，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的当前水平距离；判断所述当前水平距离是否在所述爬升高度不大于所述前方障碍物的相对高度下小于所述第一阈值，若是，则确定所述复合翼无人机在避开所述前方障碍物前，存在所述前视距离小于第一阈值。5.根据权利要求2所述的无人机避障方法，其特征在于，还包括：利用搭载在所述复合翼无人机上的第二雷达检测所述复合翼无人机与下方障碍物的下视距离；若所述水平距离未小于所述第二阈值且若所述下视距离小于第三阈值，则控制所述复
合翼无人机保持固定翼模式进行前飞，并控制所述复合翼无人机进行抬头爬高，且在确定所述复合翼无人机避开所述下方障碍物后，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行；若所述复合翼无人机在下视避障中出现所述水平距离小于所述第二阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机以所述固定翼模式进行抬头爬高的步骤。6.根据权利要求1所述的无人机避障方法，其特征在于，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行，包括：控制所述复合翼无人机减小旋翼转速，并增大所述固定翼模式的动力，以使所述复合翼无人机加速前飞；当所述复合翼无人机的前飞速度达到预设值时，锁定所述复合翼无人机的旋翼，并控制所述复合翼无人机以前飞速度为所述预设值进行固定翼模式的飞行。7.根据权利要求6所述的无人机避障方法，其特征在于，在控制所述复合翼无人机减小旋翼转速，并增大所述固定翼模式的动力时，还包括：继续利用所述第一雷达检测所述复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；若所述水平距离小于所述第一阈值，则执行所述控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高的步骤。8.一种无人机避障装置，其特征在于，包括：第一检测模块，用于利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测所述复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据所述前视距离及所述复合翼无人机的当前俯仰角，计算所述复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；第一控制模块，用于当水平前视距离小于第一阈值时，控制所述复合翼无人机减小所述固定翼模式的动力，并控制所述复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；第二控制模块，用于当确定所述复合翼无人机避开所述前方障碍物时，控制所述复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。9.一种无人机避障设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的无人机避障方法的步骤。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中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器处理时实现如权利要求1至7任一项所述的无人机避障方法的步骤。
技术总结
本申请公开了一种无人机避障方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，该方法包括：利用搭载在复合翼无人机上的第一雷达检测复合翼无人机与前方障碍物的前视距离，并根据前视距离及复合翼无人机的当前俯仰角，计算复合翼无人机与所述前方障碍物的水平距离；当水平距离小于第一阈值时，控制复合翼无人机减小固定翼模式的动力，并控制复合翼无人机以旋翼模式进行爬高；当确定复合翼无人机避开前方障碍物时，控制复合翼无人机转为正常固定翼模式进行飞行。本申请公开的上述技术方案，通过固定翼模式和旋翼模式相结合的方式进行有效地前视避障，以保证复合翼无人机飞行的安全性。以保证复合翼无人机飞行的安全性。以保证复合翼无人机飞行的安全性。


技术研发人员：陈森林 饶丹
受保护的技术使用者：成都纵横自动化技术股份有限公司
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021/6/29