[發(fā)明專利]用于UAV和其他物體的激光雷達(dá)掃描和定位機(jī)構(gòu)以及相關(guān)系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680088485.1
• 申請(qǐng)日: 2016-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN109661349B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝捷斌;任偉;占志鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號(hào): B64D47/08
• 分類號(hào): B64D47/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 楊靜

一種無人的可移動(dòng)物體(410)，包括可以耦接在無人的可移動(dòng)物體(410)的主體(411)和光電掃描模塊(450)之間的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(426)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(426)可以包括例如自轉(zhuǎn)裝置(427)和傾斜裝置(428)。自轉(zhuǎn)裝置(427)可操作以使掃描模塊(450)圍繞自轉(zhuǎn)軸(402)相對(duì)于主體(411)旋轉(zhuǎn)。傾斜裝置(428)可操作以例如響應(yīng)于傾斜角度輸入而使掃描模塊(450)圍繞與自轉(zhuǎn)軸(402)橫切的附加軸(404)旋轉(zhuǎn)。一種無人的可移動(dòng)物體(410)，包括安裝在無人的可移動(dòng)物體(410)的主體(411)上的朝向傳感器(412)。一種控制器(142)，其被配置為從朝向傳感器(412)接收朝向信號(hào)，并至少部分地基于朝向信號(hào)來確定用于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(426)中的傾斜裝置(428)的傾斜角度輸入的傾斜值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及無人可移動(dòng)設(shè)備，并且更具體地涉及具有光電掃描模塊的無人飛行器以及相關(guān)部件、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著性能的不斷提高和成本的降低，無人飛行器(UAV)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。代表性任務(wù)包括農(nóng)作物監(jiān)測(cè)、不動(dòng)產(chǎn)攝影、建筑物和其他構(gòu)造的檢查、消防和安全任務(wù)、邊境巡邏以及產(chǎn)品交付等。為了提高飛行安全并改善用戶體驗(yàn)(例如，通過使飛行控制更容易)，UAV能夠獨(dú)立檢測(cè)障礙物和/或自動(dòng)進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng)是非常重要的。由于激光雷達(dá)(LIDAR)幾乎可以在所有的天氣條件下工作，所以它是一種可靠而穩(wěn)定的檢測(cè)技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的LIDAR裝置通常昂貴且沉重，使得大多數(shù)傳統(tǒng)LIDAR設(shè)備不適合中小型UAV應(yīng)用。

因此，仍然需要用于在UAV和其他物體中實(shí)現(xiàn)LIDAR掃描功能的改進(jìn)技術(shù)和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

以下概述為了讀者的方便而提供，并且指出所公開的技術(shù)的一些代表性實(shí)施例。根據(jù)代表性實(shí)施例的無人飛行器(UAV)設(shè)備包括：主體；朝向傳感器，由所述主體承載；掃描元件，由所述主體承載；控制器；以及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，耦接在所述主體和所述掃描元件之間。所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括自轉(zhuǎn)裝置和傾斜裝置。自轉(zhuǎn)裝置可操作以使掃描元件圍繞自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于主體旋轉(zhuǎn)。所述傾斜裝置能夠可操作以響應(yīng)于傾斜角度輸入而使所述掃描元件圍繞與所述自轉(zhuǎn)軸橫切的附加軸旋轉(zhuǎn)；所述控制器可以被配置為從所述朝向傳感器接收朝向信號(hào)，并且至少部分地基于所述朝向信號(hào)來確定用于傾斜角度輸入的傾斜值。在一些示例中，所述自轉(zhuǎn)軸垂直于所述附加軸。所述朝向傳感器可以是旋轉(zhuǎn)編碼器或霍爾效應(yīng)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括中間平臺(tái)，所述自轉(zhuǎn)裝置被配置為使所述中間平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。一些實(shí)施例規(guī)定所述傾斜裝置可以由所述中間平臺(tái)承載。在某些實(shí)現(xiàn)中，所述自轉(zhuǎn)裝置可以被配置為經(jīng)由所述中間平臺(tái)使所述掃描元件旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)或多個(gè)配置中，所述自轉(zhuǎn)裝置可以承載所述傾斜裝置。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述控制器被配置為使所述掃描元件向所述物體的行進(jìn)方向傾斜。根據(jù)某些實(shí)施例，所述控制器被配置為當(dāng)所述主體并非水平時(shí)補(bǔ)償所述主體的傾斜角度。在一些示例中，所述控制器被配置為通過引導(dǎo)所述掃描元件變得水平來補(bǔ)償所述主體的傾斜角度。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例規(guī)定所述控制器被配置為：通過當(dāng)所述掃描元件自轉(zhuǎn)時(shí)引導(dǎo)所述掃描元件以每轉(zhuǎn)至少一次變得水平，來調(diào)整所述掃描元件的傾斜角度。

所述掃描元件可以被配置為以大致恒定的速率連續(xù)自轉(zhuǎn)。例如，所述掃描元件可以被配置為大約每秒10至20轉(zhuǎn)地自轉(zhuǎn)。根據(jù)一些實(shí)施例，所述傾斜裝置包括伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)被布置為使所述掃描元件傾斜。所述掃描元件可以相對(duì)于所述自轉(zhuǎn)軸是重量平衡的。