武汉天眼智达科技有限公司陈良贵获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉天眼智达科技有限公司申请的专利基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法及系统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:CN120469455B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23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:202510613847.5,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法及系统是由陈良贵;王亚一设计研发完成,并于2025-05-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法及系统,涉及无人机飞行控制技术领域,本发明通过实时采集无人机周围环境的点云数据并分析点云密度,剔除低密度区域。将剩余点云的极坐标转换为笛卡尔坐标,并利用欧氏聚类算法将点云数据区分为导线点云和障碍物点云,以导线点云的延伸轨迹作为目标路径。根据无人机的实时位置计算其与目标路径的方向偏差,从而调整横滚角、偏航角和油门。最后,通过计算无人机与最近障碍物的欧氏距离,并与设定的危险距离阈值进行比较,实时调整偏航角和油门,确保飞行安全。该方法结合了点云处理、路径规划和动态避障技术,为无人机在复杂环境中的安全飞行提供了有效解决方案。
本发明授权基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于雷达激光点云测距进行仿线飞行的方法,其特征在于,具体步骤包括: 步骤1:实时采集无人机周围环境的点云数据,所述无人机周围环境包括导线和障碍物,所述点云数据包括水平距离、垂直距离、扫描角度和点云密度; 步骤2:设定点云密度阈值,剔除点云密度低于阈值的区域后,基于水平距离、垂直距离和扫描角度生成点云中剩余点的极坐标,并将极坐标转化为笛卡尔坐标; 步骤3:针对转化为笛卡尔坐标的点云数据,基于欧氏聚类将其区分为导线点云和障碍物点云,以导线点云延伸轨迹作为无人机仿线飞行的目标路径,基于无人机的实时位置计算无人机到目标路径的方向偏差角,基于垂直距离和方向偏差实时计算无人机的横滚角、偏航角和油门三种姿态数据; 步骤4:采集与无人机实时位置最接近的障碍物点云位置,计算二者的欧氏距离,并设定危险距离阈值,当欧氏距离小于危险距离阈值时,基于最接近的障碍物点云位置调整无人机的偏航角和油门,当欧氏距离大于危险距离阈值时,不需要调整无人机的姿态数据; 计算无人机到目标路径的方向偏差角所依据的原理为: 无人机在时间t的位置为ut=[xut,yut,zut],无人机在时间t-Δt的位置为ut-Δt=[xut-Δt,yut-Δt,zut-Δt],Δt表示时间t与时间t-Δt间的时间间隔; 其中,t表示当前时间,ut表示无人机在t时间的实时坐标,xut、yut、zut分别表示无人机在t时间的实时横、纵、竖坐标,ut-Δt表示无人机在时间t-Δt的位置,xut-Δt、yut-Δt、zut-Δt分别表示无人机在t-Δt时间的实时横、纵、竖坐标; 在t时间,选取导线点云延伸轨迹上距离ut最近的点作为t时间的参考点,参考点的坐标为: u′t=[x′ut,y′ut,z′ut] 其中,u′t表示参考点的坐标,x′ut、y′ut、z′ut分别表示参考点的横、纵、竖坐标; 获取导线点云延伸轨迹上与ut-Δt距离最近的参考点坐标,计算参考点之间的切向量,所依据的公式为: u′t-Δt=[x′ut-Δt,y′ut-Δt,z′ut-Δt] Tt=u′t-u′t-Δt 其中,u′t-Δt表示与ut-Δt距离最近的参考点坐标,x′ut-Δt、y′ut-Δt、z′ut-Δt分别表示u′t-Δt的横、纵、竖坐标,Tt表示切向量; 无人机的速度向量为: 其中,vut表示无人机在t时间的速度向量; 方向偏差角为: 其中,αt表示无人机在t时间的方向偏差角,||vut||、||Tt||分别表示速度向量和切向量的模长。
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