[發明專利]基于ROS的視覺四旋翼無人機及其開發系統

在審

• 申請號: 202111152137.5
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113867377A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 王雪;胡楊;李天澤;王梓昂;荀航;陳新宇;黃玉芳;尹宏鵬
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：包括無人機軀體部分(1)、飛行控制模塊(2)、分體電調(3)、GPS模塊(4)、GPS支架(5)、航模無刷電機(6)、鋰電池(7)、雙目攝像頭(8)、雙目攝像頭穩定機構(9)、碳管(10)、板載計算機(11)、飛行控制模塊分電板(12)、底座(30)、無刷電機一(31)、擺臂一(32)、擺臂二(33)、無刷電機三(34)、夾持機構(36)、無刷電機二(37)和單片機與控制板(38)；

所述無人機軀體部分(1)是由三層碳板和鋁柱交替排列的層級結構，位于最上方的碳板上放置飛行控制模塊(2)以及板載計算機(11)，無人機軀體部分(1)的右側，通過GPS支架(5)連接GPS模塊(4)；在由上至下的第一層和第二層碳板之間放置飛行控制模塊分電板(12)、四個分體電調(3)以及飛機左右兩側的兩個鋰電池(7)；在由上至下的第二層和第三層碳板之間固定四根碳管(10)；

所述無人機軀體部分(1)的第三層碳板的正下方，通過螺絲螺母連接著雙目攝像頭穩定機構(9)；雙目攝像頭(8)連接在雙目攝像頭穩定機構(9)上；

雙目攝像頭穩定機構(9)由無刷電機一(31)、無刷電機二(37)、無刷電機三(34)、擺臂一(32)、擺臂二(33)、底座(30)和以及夾持機構(36)組成；

雙目攝像頭穩定機構(9)的底座(30)由兩層碳板組成，這兩層碳板由四個分布在四角的減震球連接，并在下層碳板的中心位置固定有無刷電機一(31)；同時在兩塊碳板中間放置單片機與控制板(38)，對無刷電機一(31)、無刷電機二(37)和無刷電機三(34)進行控制以達到維持雙目攝像頭(8)姿態穩定的目的；

所述分體電調(3)為20A，分體電調(3)的紅黑藍三根信號線分別與航模無刷電機(6)引出的三根信號線相連，并連接至飛行控制模塊分電板(12)，用于供電與對控制航模無刷電機(6)的控制。

2.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述飛行控制模塊(2)為pixhawk4飛行控制模塊，用于控制航模無刷電機(6)實現四旋翼的穩定飛行。

3.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述GPS模塊(4)為M8N GPS模塊，通過海綿膠連接至GPS支架(5)，并通過螺絲連接至無人機軀體部分(1)中第一層碳板的頂部，GPS模塊(4)通過排線連接至飛行控制模塊(2)實現通信。

4.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述GPS支架(5)由底座和碳棒組成，起到支撐GPS模塊(4)的作用。

5.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述航模無刷電機(6)采用Air gear航模無刷電機以及配套槳，連接至碳管(10)上，組成無人機的四只機臂。

6.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述鋰電池(7)為兩塊4000mAh的鋰電池，為無人機供電；鋰電池(7)通過XT60插頭與飛行控制模塊分電板(12)連接，為飛行控制模塊(2)以及板載計算機(11)供電。

7.根據權利要求1所述的基于ROS的視覺四旋翼無人機，其特征在于：所述雙目攝像頭(8)為stereolab ZED2i雙目攝像頭，作為視覺里程計輸出其自身的位置信息與周圍環境的深度信息；。