[實用新型]一種無人機用障礙物檢測裝置

有效

• 申請號: 201520690774.1
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN205015481U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 孫宏濤;楊建軍
• 申請（專利權）人: 零度智控(北京)智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G05D1/10
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

技術領域

本實用新型涉及無人飛行器，更為具體來說，是一種無人機用障礙物檢測裝置。

背景技術

面對復雜多變的地形和環境，執行相關任務的無人機在飛行過程中難免會遇到障礙物。如果躲避不及就會發生墜機事件、產生安全隱患，甚至對操作者或者他人造成傷害；同時也造成了一定的經濟損失。特別是對于消費類別的輕型無人機來說，在無人機上安裝相應的躲避障礙物的裝置也是必須的。

為了解決上述無人機難以躲避障礙物的問題，首先，應該能夠檢測到障礙物。

一、申請號為201110031250.8的中國發明專利公開了一種自動規避障礙物的飛行裝置與方法，包括超聲波發射模塊、超聲波接收模塊、驅動模塊等，通過發射超聲波、接收超聲波、計算障礙物距離等方式，達到檢測障礙物的目的。類似地，申請號為201520129617.3、201510099457.7、201420310963.7、201310480659.7等中國專利也采用了與上述專利類似的方法。

然而，該種方法無法精確地判斷出障礙物所處的方位角度，因而誤差也較大，因此，上述專利所述可以用在飛行玩具領域，但是不適用在無人機上。

也有采用激光雷達測量障礙物與飛行器距離的，但是激光雷達的體積重量較大，無法應用到消費類別等輕小型的無人機上。

二、申請號為201210184303.4的中國發明專利公開了一種無人機的視覺定位與避障方法及系統，包括具有機載相機和慣性測量單元的無人機以及視覺定位裝置，通過從視覺感知機載相機獲得的慣導數據的方式判斷出障礙物與無人機之間的相對位置信息、所述障礙物的形狀、大小和運動狀態等。

這種方法確實能準確地獲取障礙物的相關信息。但是，這種方法必須要有復雜的算法做支撐，同時需要較復雜的相關硬件支持，其不僅可靠性相對也較低，而且成本比較高。

三、申請號為201310036271.8的中國發明專利公開了一種無人機避障控制方法，設有無人機子系統和地面站子系統，無人機子系統包含嵌入控制器和無線數據鏈的機載端，嵌入式飛行控制器內置衛星定位接收機和高度傳感器；地面站子系統包含嵌入式監控計算機和無線數據鏈的地面端，嵌入式監控計算機內置包含障礙物地理信息的電子地圖；在地面站子系統的嵌入式監控計算機內置的電子地圖上，確定飛行區域中障礙物的地位置，建立虛擬的障礙物多邊形柱體，并將其形體數據下載到嵌入式飛行控制器，嵌入式飛行控制器實時獲取無人機的當前位置并計算出與障礙物多邊形柱體的空間關系，然后生成無人機的軌跡指令，實現無人機的自動避障。

這種方式借助于電子地圖，需要依靠較完善的地圖信息、較穩定的數據通信做支撐，才能完成相關任務。因而，該種復雜的手段并不適合消費類別等輕小型的無人機上。

綜上，對于上述三種方案，由于其技術手段本身的缺陷，目前無人機障礙物檢測設備檢測的方向往往僅包括前后左右四個方向或者一個較小的角度范圍，無法檢測到其它方向，而無人機飛行的方式可能會隨時變化，所以在很多情況下還是會發生事故。

因此，獲得一種能夠實時準確檢測障礙物、判斷障礙物的具體方位、可靠性強、結構簡單的無人機障礙物檢測裝置成為了本領域技術人員追求的目標。

實用新型內容

為解決現有的無人機用障礙檢測裝置難以判斷障礙物具體方位或者技術方案較為復雜等問題，本實用新型提供了一種無人機用障礙物檢測裝置，實現了對障礙物與無人機的距離、角度等信息的檢測。

為實現上述目的，本實用新型公開了一種無人機用障礙物檢測裝置，包括控制裝置，及分別與控制裝置連接的驅動裝置、測距裝置、測角裝置；驅動裝置與測距裝置連接。

在控制裝置和驅動裝置的共同控制下，本實用新型的無人機用障礙物檢測裝置采用測距裝置、測角裝置實現對障礙物的定位，而且裝置結構簡單、可靠性高，適用于各種類型的無人機。

進一步地，測距裝置包括距離傳感器、支撐桿、導電滑環及測距支撐柱，支撐桿兩端分別固定連接距離傳感器和導電滑環一端，測距支撐柱兩端分別固定連接導電滑環另一端和控制裝置，距離傳感器依次通過支撐桿、導電滑環、測距支撐柱與控制裝置電連接。

控制裝置為距離傳感器供電、保證其能正常工作，距離傳感器向外發射光信號以判斷無人機周圍是否存在障礙物。

本實用新型創新地設置了導電滑環，避免了距離傳感器在連續旋轉時將數據線扭曲折斷的現象發生。

進一步地，驅動裝置包括減速器、電機及電機支撐柱，電機通過電機支撐柱與控制裝置電連接，電機輸出軸與減速器連接，減速器與支撐桿齒輪連接。