[發明專利]一種基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器及其方法

在審

• 申請號: 201810373928.2
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108427431A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 郭建文;劉延星;勞振鵬;孫振忠;葉國良;黃市生;許昌;伍圳;黃杰良
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院;東莞市橫瀝模具科技產業發展有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10;G01C21/20;B64C27/08;B64C27/12;B64C1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

1.一種基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，包括機架、處理器模塊、傳感器模塊；

其中，所述機架包括螺旋槳（1）、無刷電機（2）、支撐腳（3）、機臂軸（4）和載板（6），所述機架從下向上分別設置有三層載板（6），第一層載板和第二層載板之間設置有呈十字形交叉的四個機臂軸（4），形成機架主體；每個機臂軸（4）的端部固定安裝有螺旋槳（1）和用于驅動螺旋槳（1）轉動的無刷電機（2），無刷電機（2）下方設置有支撐腳（3）；

所述處理器模塊包括設置在第二層載板上的飛控中心（7）和樹莓派（8），所述飛控中心（7）與樹莓派（8）通過串口通信構成自動避障系統；

所述傳感器模塊包括設置在第一層載板上的超聲波傳感器（9）以及設置在第三層載板中央的激光掃描儀（10）；

所述樹莓派（8）配置有ROS操作系統；所述樹莓派（8）與超聲波傳感器（9）電連接構成超聲測距系統；所述樹莓派（8）與激光掃描儀（10）通過USB線電連接組成地圖構建系統。

2.根據權利要求1所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，所述超聲波傳感器（9）設置在第一層載板上的前、后、左、右、下五個正方向。

3.根據權利要求1所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，所述支撐腳（3）由不同形狀的固定板組成；不同形狀的固定板之間相互卡緊。

4.根據權利要求3所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，所述固定板包括水平設置并且與機臂軸（4）線平行的第一固定板（31）、豎直設置的第二固定板（32）、水平設置并且與機臂軸（4）線垂直的第三固定板（33）；第一固定板（31）用于固定無刷電機（2），同時與機臂軸（4）固定連接；第二固定板（32）卡緊第一固定板（31）；第三固定板（33）卡緊第二固定板（32）。

5.根據權利要求4所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，第一層載板和第二層載板之間設有用于固定機臂軸（4）的軸夾（5），所述機臂軸（4）通過螺栓和軸夾（5）固定連接。

6. 根據權利要求1所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，第二層載板與第三層載板之間的距離為40～60 mm。

7.根據權利要求1所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，第一層載板與第二層載板之間通過螺栓和軸夾連接。

8.根據權利要求1所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器，其特征在于，第二層載板與第三層載板之間通過螺釘和銅柱連接。

9.一種構建室內地圖的方法，其特征在于，使用權利要求1～6中任意一項所述基于激光掃描地圖構建系統的四軸飛行器進行室內地圖的構建。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述四軸飛行器在樹莓派（8）中實現粒子濾波算法，利用所得到的信息完成自身位置估計，同時基于此信息，創建所處環境的柵格地圖，實現即時定位與地圖構建。