[發明專利]通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法與結構

在審

• 申請號: 202110206000.7
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112937894A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 湯經緯;周振飛;孫向東;俞冬敏;張強
• 申請（專利權）人: 無錫漢和航空技術有限公司
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08;B64D43/00
• 代理公司: 無錫知更鳥知識產權代理事務所(普通合伙) 32468
• 代理人: 朱云華

本發明公開了一種通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法與結構，包括無人機、攝像頭、監控屏、輔助支架和對地距離傳感器，所述輔助支架設置在無人機的正前方，所述攝像頭設置在輔助支架上，所述對地距離傳感器設置在輔助支架上且位于攝像頭的下方，所述攝像頭的鏡頭方向朝下設置且與水平面之間的夾角為45°，使攝像頭距離前方障礙物的實際距離與無人機的高度距離成等腰直角三角形，即使得監控屏畫面中地面端與監控畫面的下邊界重合時，攝像頭與障礙物之間的距離等于飛機攝像頭的高度，所述攝像頭距離槳葉最遠端為1.4米?1.7米。本發明的有益效果是無人機作業飛行時，只需觀察監控畫面里的障礙物即可，當障礙物的地面端接近畫面的邊界線后停止前進，即可最大程度的接近障礙物，到達安全控制的作用，也能盡可能的將農藥噴灑至障礙物邊緣。

技術領域

本發明涉及無人機領域，特別是通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法與結構。

背景技術

農業無人機作業過程中因距離較遠，無法肉眼觀察出田間障礙物與飛機的實際距離，盡管目前已添加飛行方向的攝像頭，但是從監控畫面上是二維狀態，又無參照物，特別是無人機槳葉尖又在飛機的最前端，所以仍然很難判斷出具體距離，添加雷達系統避障會導致成本較高，且復雜田塊因避障安全問題導致自主作業效率非常的低，此方案設計是基于不開啟雷達避障的情況，人工輔助駕駛作業過程中如何通過監控畫面判斷槳葉尖距離障礙物的實際距離。

發明內容

本發明的第一目的是為了解決上述問題，設計了一種通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法。

實現上述第一目的本發明的技術方案為，一種通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法，包括無人機、攝像頭、監控屏、輔助支架和對地距離傳感器，所述輔助支架設置在無人機的正前方，所述攝像頭設置在輔助支架上，所述對地距離傳感器設置在輔助支架上且位于攝像頭的下方，所述攝像頭的鏡頭方向朝下設置且與水平面之間的夾角為45°，使攝像頭距離前方障礙物的實際距離與無人機的高度距離成等腰直角三角形，即使得監控屏畫面中地面端與監控畫面的下邊界重合時，攝像頭與障礙物之間的距離等于飛機攝像頭的高度，所述攝像頭距離槳葉最遠端為1.4米-1.7米。

作為優選，所述攝像頭距離槳葉最遠端為1.5米。

通過采用上述技術方案，將攝像頭安裝于距離槳葉最遠端1.5米是為了考慮農業植保作業特性的要求設計，無人機植保作業大部分飛行高度為2米，所以當以2米高度飛行時判斷出來的障礙物距離也就是2m，此距離為攝像頭與障礙物的距離，那么經過攝像頭與槳葉尖的距離換算，得出槳葉尖距離障礙物為0.5m，此距離為非常合適的作業安全距離。

本發明的第二目的是為了解決上述問題，設計了一種應用通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法的結構。

實現上述第一目的本發明的技術方案為，一種應用通過監控畫面判斷無人機槳葉尖與障礙物距離的方法的結構，包括機架、攝像頭、監控屏、輔助支架和對地距離傳感器，所述機架包括前固定板、后固定板、第一連接橫梁、支撐柱、第二連接橫梁和底部支撐桿，所述前固定板和后固定板相對設置，所述第一連接橫梁分別位于前固定板和后固定板寬度方向的兩側，所述支撐柱的一端連接在前固定板和后固定板上，所述支撐柱的另一端與底部支撐桿連接，所述第二連接橫梁在寬度方向上連接相鄰兩根支撐柱，所述輔助支架的頂部與前固定板連接，所述輔助支架的底部與第二連接橫梁連接，所述攝像頭位于輔助支架上，所述對地距離傳感器設置在輔助支架上且位于攝像頭的下方，所述攝像頭的鏡頭方向朝下設置且與水平面之間的夾角為45°。

通過采用上述技術方案，能夠在現有的框架式無人機上，對攝像頭和對地距離傳感器進行安裝。