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龙图腾网获悉西安工业大学申请的专利一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116088567B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211635793.5，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法是由卢颖;刘津;傅妍芳设计研发完成，并于2022-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法，将其应用在四旋翼无人机飞行过程中，从而使四旋翼无人机在陌生环境中检测出障碍物目标类型的情况下，快速做出相应的规避动作。通过搭载各种传感器和数据传输设备，实现四旋翼无人机与虚拟场景中孪生无人机进行实时高效交互，达到了一定程度上的时空一致性，可以准确的映射出真实四旋翼无人机的飞行状态；在地面计算机中引入包含高效目标检测算法与避障算法的数字孪生平台，实现高精度的人机交互，实现多传感器融合进行信息处理，达到远程高精度处理无人机信息，实现四旋翼无人机安全、快速的避障，使得无人机更加高效。

本发明授权一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法在权利要求书中公布了：1.一种面向数字孪生的四旋翼无人机目标检测与避障方法，其特征在于：以四旋翼无人机自身搭载的各类传感器获取无人机前方障碍物的信息，对接收到的各类传感器数据进行处理，实现对障碍物类型的检测和避障；步骤如下： 步骤1、搭建基于虚幻引擎UE的环境模型：以真实体育场的环境和尺寸，在虚幻引擎UE中搭建真实体育场的孪生模型； 步骤2、搭建基于AirSim的四旋翼无人机孪生模型： 定义惯性坐标系即静坐标系—地球坐标系，以及非惯性坐标系即动坐标系—机体坐标系； 对四旋翼无人机进行假设：均匀对称的刚体、质量和转动惯量不发生改变、只受重力和螺旋桨拉力以及螺旋桨一条轴为逆时针转动，另一条轴为顺时针转动； 在AirSim中搭建四旋翼无人机孪生模型： 动力学模型：输入为螺旋桨提供的拉力和力矩，输出为四旋翼的速度和角速度； 运动学模型：输入为动力学模型的输出，即四旋翼的速度和角速度，输出为四旋翼的位置和姿态； 步骤3：采用YOLOv5s目标检测算法，对四旋翼无人机航拍图像进行目标检测；所述YOLOv5s目标检测算法为改进的YOLOv5目标检测算法，改进策略为： 1、锚框K-Means算法改为K-Means++； 2、加入小目标检测层，对较浅特征图与深特征图拼接后进行检测； 3、使用α-IoU损失函数进行测试； 步骤4：四旋翼无人机采用MavLink消息格式和RPC协议与搭建于AirSim的孪生无人机进行通信；四旋翼无人机搭载的PX4飞控将无人机飞行的状态和位置信息发送至搭建于AirSim的孪生无人机的地面计算机，将四旋翼无人机传感器的数据通过数传和图传发送到数字孪生平台的四旋翼无人机孪生的运动学模型； 步骤5：数字孪生平台采用步骤3中所采用YOLOv5s目标检测算法，对四旋翼无人机航拍图像进行目标检测；同时采用基于深度图像的三位避障算法计算得到避障途径；数字孪生平台将避障途径通过MavLink命令发送至真实四旋翼无人机，控制真实四旋翼无人机避障。

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