[發明專利]一種多旋翼無人機、抓取目標物體的方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 201810507670.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108563235B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 郝祁;張志建
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;B64D1/22;G05D1/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

本發明實施例公開了一種多旋翼無人機、抓取目標物體的方法、裝置及設備，所述多旋翼無人機包括：無人機機體和設置于所述無人機機體下方的至少兩個機械臂，且每個機械臂遠離所述無人機機體的一端配置有仿生機械手；所述機械臂以及仿生機械手用于在控制模塊的控制下抓取目標物體或者支撐所述無人機機體在特定平面行走或者支撐所述無人機機體降落在桿形物上。通過在無人機機體下方配置至少兩個機械臂，且每個機械臂遠離無人機機體的一端配置有仿生機械手，實現了無人機通過所述機械臂以及仿生機械手抓取目標物體或者在特定平面行走或者降落在桿形物上，使得無人機具備了與環境進行復雜交互的能力。

技術領域

本發明實施例涉及無人機領域，尤其涉及一種多旋翼無人機、抓取目標物體的方法、裝置及設備。

背景技術

隨著以旋翼型飛行器為代表的無人機技術的飛速發展，無人機在航拍、偵察、農業、快遞運輸、災難救援等領域得到了廣泛應用。

但是，目前的無人機機械臂的自由度通常較低，無法與環境發生復雜的交互動作，并且也不具備仿生性，導致無人機無法在陸地行走。并且現有的無人機在抓取目標物體方面技術尚不成熟，還局限于依賴室內動捕系統的抓取，而且主要針對室內靜止物體的抓取，當目標物體處于室外且沒有動捕系統的環境時則無法進行有效抓取，尤其當抓取物體是移動物體時，更無法進行準確抓取。

發明內容

本發明提供一種多旋翼無人機、抓取目標物體的方法、裝置及設備，所述多旋翼無人機可以與環境進行復雜的交互。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供了一種多旋翼無人機，包括：無人機機體和設置于所述無人機機體下方的至少兩個機械臂，且每個機械臂遠離所述無人機機體的一端配置有仿生機械手；

所述機械臂以及仿生機械手用于在控制模塊的控制下抓取目標物體或者支撐所述無人機機體在特定平面行走或者支撐所述無人機機體降落在桿形物上。

進一步的，所述機械臂為至少三自由度機械臂，所述仿生機械手包括至少三根手指，每根手指包括至少三個關節，各關節之間通過彈簧和彈性線連接；

所述至少三根手指在控制模塊的控制下進行縮放以抓取目標物體或者支撐所述無人機機體在特定平面行走或者支撐所述無人機機體降落在桿形物上。

進一步的，所述多旋翼無人機還包括：攝像模塊和檢測模塊，其中，

所述攝像模塊包括雙目相機，與所述控制模塊相連，用于在無人機抓取目標物體時實時獲取目標物體與無人機之間的相對位置信息，并將所述相對位置信息反饋給控制模塊，以使控制模塊根據所述相對位置信息確定無人機追蹤目標物體的規劃路徑；

所述檢測模塊包括配置在無人機機體上的光流傳感器、全球定位系統GPS、慣性測量單元IMU以及分別配置在所述機械臂以及仿生機械手上的編碼器；所述光流傳感器、GPS、IMU以及編碼器分別與所述控制模塊相連；

所述光流傳感器用于在無人機抓取目標物體的過程中實時計算得到目標物體在x、y、z方向上的移動速度，并將所述移動速度反饋給控制模塊，以使控制模塊根據所述移動速度確定無人機追蹤目標物體的規劃路徑；

所述GPS以及IMU用于實時檢測無人機機體的狀態信息，并將所述狀態信息反饋給控制模塊，所述編碼器用于向控制模塊實時反饋無人機機械臂以及仿生機械手的實際狀態，以使控制模塊根據所述狀態信息、實際狀態控制無人機機體、機械臂以及仿生機械手動作，實現對目標物體的抓取或者實現無人機在特定平面行走或者降落在桿形物上。

第二方面，本發明實施例提供了一種無人機抓取目標物體的方法，所述方法包括：

實時獲取目標物體與無人機之間的相對位置信息；

根據所述相對位置信息確定無人機追蹤目標物體的規劃路徑；