本發(fā)明涉及一種用于無(wú)人飛行器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于無(wú)人飛行器的聲納避障系統(tǒng)及方法，以及無(wú)人飛行器。
背景技術(shù)：
：在商用無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，有效避障是無(wú)人機(jī)急于克服的障礙。目前市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)聲納模塊有其方向性限制。在全方向性的避障系統(tǒng)中，通常需要裝設(shè)多達(dá)4~5個(gè)聲納模塊，在每個(gè)方向上各設(shè)置至少一個(gè)聲納模塊，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向上的避障偵測(cè)。而這些聲納模塊價(jià)格昂貴，使無(wú)人機(jī)成本高昂，難以滿足市場(chǎng)的需求。另外，大量設(shè)置聲納模塊也會(huì)增加無(wú)人機(jī)的體積和重量，降低無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問(wèn)題的聲納避障系統(tǒng)及方法。一種用于無(wú)人飛行器的聲納避障系統(tǒng)，包括馬達(dá)、聲納模組及控制板，該聲納模組設(shè)置在馬達(dá)上，隨馬達(dá)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，該控制板控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制該聲納模組的探測(cè)方向。一種無(wú)人飛行器，包括飛行器機(jī)體、聲納避障系統(tǒng)及飛行控制器，該聲納避障系統(tǒng)及飛行控制器均設(shè)置在該飛行器機(jī)體，該聲納避障系統(tǒng)包括馬達(dá)、聲納模組及控制板，該聲納模組設(shè)置在馬達(dá)上，隨馬達(dá)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，該控制板控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制該聲納模組的探測(cè)方向。一種聲納避障方法，包括：s1，通過(guò)無(wú)人飛行器的飛行控制器接收轉(zhuǎn)向指令，在使該無(wú)人飛行器轉(zhuǎn)向前，將該轉(zhuǎn)向指令傳送至聲納避障系統(tǒng)的控制板；s2，該控制板根據(jù)該轉(zhuǎn)向指令中的目標(biāo)飛行方向控制該聲納避障系統(tǒng)的馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，該聲納模組設(shè)置在馬達(dá)上，隨馬達(dá)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使該聲納模組的探測(cè)方向轉(zhuǎn)至該目標(biāo)飛行方向；s3，該聲納避障系統(tǒng)將該探測(cè)方向的探測(cè)結(jié)果反饋給該飛行控制器；以及s4，該飛行控制器根據(jù)該探測(cè)結(jié)果決定該無(wú)人飛行器是否轉(zhuǎn)向。本發(fā)明由于該聲納模組的探測(cè)方向可以轉(zhuǎn)至該無(wú)人飛行器的目標(biāo)飛行方向，因此可以僅通過(guò)一個(gè)聲納模組實(shí)現(xiàn)多方向探測(cè)，有利于降低聲納避障系統(tǒng)及無(wú)人飛行器的體積及重量，對(duì)無(wú)人飛行器飛行時(shí)間的電力延長(zhǎng)也有一定的幫助，同時(shí)更大大地降低了聲納避障系統(tǒng)的整體價(jià)格。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例聲納避障系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例聲納避障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例無(wú)人飛行器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例聲納避障方法的流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明無(wú)人飛行器10聲納避障系統(tǒng)100馬達(dá)110聲納模組120控制板130殼體140聲納支架150飛行器機(jī)體200飛行控制器300如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的聲納避障系統(tǒng)及方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種聲納避障系統(tǒng)100，包括馬達(dá)110、聲納模組120及控制板130。該聲納模組120設(shè)置在馬達(dá)110上，隨馬達(dá)110一起轉(zhuǎn)動(dòng)，該控制板130控制馬達(dá)110的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制該聲納模組120的探測(cè)方向。具體地，該控制板130能夠接收該無(wú)人飛行器10的轉(zhuǎn)向指令，并根據(jù)該轉(zhuǎn)向指令中的目標(biāo)飛行方向控制馬達(dá)110轉(zhuǎn)動(dòng)，使該聲納模組120的探測(cè)方向轉(zhuǎn)至該目標(biāo)飛行方向。請(qǐng)一并參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例還提供一無(wú)人飛行器10，包括飛行器機(jī)體200、聲納避障系統(tǒng)100及飛行控制器300，該聲納避障系統(tǒng)100及飛行控制器300均設(shè)置在該飛行器機(jī)體200上，優(yōu)選設(shè)置在該飛行器機(jī)體200的頂端或底端。該聲納避障系統(tǒng)100及該無(wú)人飛行器10可以僅具有一個(gè)聲納模組120。該無(wú)人飛行器10在結(jié)構(gòu)上具有一頭部和一尾部，該無(wú)人飛行器10具有一當(dāng)前飛行方向和一目標(biāo)飛行方向，該當(dāng)前飛行方向?yàn)樵摕o(wú)人飛行器10頭部的朝向，當(dāng)該當(dāng)前飛行方向與目標(biāo)飛行方向不同時(shí)，該無(wú)人飛行器10將發(fā)生轉(zhuǎn)向，使當(dāng)前飛行方向與該目標(biāo)飛行方向一致，具體是該無(wú)人飛行器10的頭部的朝向發(fā)生轉(zhuǎn)向。該聲納模組120能夠發(fā)出聲波，例如超聲波，并能夠接收達(dá)到障礙物后反射回來(lái)的聲波，根據(jù)發(fā)出聲波與收到反射的時(shí)間間隔判斷與障礙物的距離。該聲波的發(fā)出和接收方向?yàn)樵撀暭{模組120的探測(cè)方向。該馬達(dá)110具有一轉(zhuǎn)軸，該聲納模組120與該轉(zhuǎn)軸固定相連，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)該聲納模組120同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聲納模組120探測(cè)方向的控制。該馬達(dá)110的種類(lèi)不限，可以是直流馬達(dá)、交流馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)等。本實(shí)施例中采用一伺服馬達(dá)。該無(wú)人飛行器10的飛行控制器300可以接收來(lái)自遙控器或電腦地面站發(fā)出的轉(zhuǎn)向指令，并將該轉(zhuǎn)向指令傳送至該聲納避障系統(tǒng)100的控制板130。該控制板130是一搭載有微處理器芯片的集成電路板，能夠接收從飛行控制器300傳送的轉(zhuǎn)向指令，對(duì)無(wú)人飛行器10的目標(biāo)飛行方向進(jìn)行判斷，根據(jù)該目標(biāo)飛行方向向馬達(dá)110傳輸一目標(biāo)位置訊號(hào)，使該馬達(dá)110的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定的目標(biāo)位置，從而使該聲納模組120的探測(cè)方向與該無(wú)人飛行器10的目標(biāo)飛行方向一致。具體地，該控制板130還可以接收來(lái)自馬達(dá)110轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前位置訊號(hào)，該馬達(dá)110轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前位置與該聲納模組120探測(cè)方向一致。該控制板130將該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)一致時(shí)，則判斷該目標(biāo)飛行方向與該探測(cè)方向一致，該控制板130不向馬達(dá)110傳輸目標(biāo)位置訊號(hào)，該馬達(dá)110維持該轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前位置，使聲納模組120的探測(cè)方向保持不變。當(dāng)該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)不一致時(shí)，則判斷該目標(biāo)飛行方向與該探測(cè)方向不一致，該控制板130向該馬達(dá)110傳輸目標(biāo)位置訊號(hào)，使該馬達(dá)110的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置，則聲納模組120的探測(cè)方向隨該轉(zhuǎn)軸一并轉(zhuǎn)至與該目標(biāo)飛行方向一致。該聲納模組120能夠在該探測(cè)方向上進(jìn)行探測(cè)，并將得到的與障礙物的距離訊號(hào)反饋給控制板130，該控制板130可預(yù)設(shè)一安全閾值，當(dāng)該距離訊號(hào)處于該安全閾值時(shí)不向該飛行控制器300發(fā)出強(qiáng)制懸停訊號(hào)；當(dāng)該距離訊號(hào)超過(guò)該安全閾值時(shí)，向該飛行控制器300傳送強(qiáng)制懸停訊號(hào)。該飛行控制器300根據(jù)該強(qiáng)制懸停訊號(hào)控制該無(wú)人飛行器10懸停，從而避免裝機(jī)危險(xiǎn)。該聲納避障系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括一殼體160及一聲納支架170，該馬達(dá)110及控制板130設(shè)置在該外殼160內(nèi)部。該聲納支架170從外殼160內(nèi)部伸出，一端與馬達(dá)110的轉(zhuǎn)軸連接，另一端與該聲納模組120連接，使該聲納模組120與該馬達(dá)110相連的同時(shí)暴露于殼體160外部，并可由馬達(dá)110帶動(dòng)360度轉(zhuǎn)動(dòng)。該聲納模組120的探測(cè)方向與馬達(dá)110轉(zhuǎn)軸垂直。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步提供一種聲納避障方法20，包括：s1，通過(guò)所述無(wú)人飛行器10的飛行控制器300接收轉(zhuǎn)向指令，在使該無(wú)人飛行器10轉(zhuǎn)向前，將該轉(zhuǎn)向指令傳送至所述聲納避障系統(tǒng)100的該控制板130；s2，該控制板130根據(jù)該轉(zhuǎn)向指令中的目標(biāo)飛行方向控制該馬達(dá)110轉(zhuǎn)動(dòng)，使該聲納模組120的探測(cè)方向轉(zhuǎn)至該目標(biāo)飛行方向；s3，該聲納避障系統(tǒng)100將該探測(cè)方向的探測(cè)結(jié)果反饋給該飛行控制器300；以及s4，該飛行控制器300根據(jù)該探測(cè)結(jié)果決定該無(wú)人飛行器10是否轉(zhuǎn)向。在該步驟s2中，該控制板130接收從飛行控制器300傳送的轉(zhuǎn)向指令，對(duì)無(wú)人飛行器10的目標(biāo)飛行方向進(jìn)行判斷，根據(jù)該目標(biāo)飛行方向向馬達(dá)110傳輸一目標(biāo)位置訊號(hào)，使該馬達(dá)110的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)至預(yù)定的目標(biāo)位置，從而使該聲納模組120的探測(cè)方向與該無(wú)人飛行器10的目標(biāo)飛行方向一致。該控制板130可以首先接收來(lái)自馬達(dá)110轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前位置訊號(hào)，并將該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)一致時(shí)，則判斷該目標(biāo)飛行方向與該探測(cè)方向一致，該控制板130不向馬達(dá)110傳輸目標(biāo)位置訊號(hào)，該馬達(dá)110維持該轉(zhuǎn)軸的當(dāng)前位置，使聲納模組120的探測(cè)方向保持不變；當(dāng)該當(dāng)前位置訊號(hào)與該目標(biāo)位置訊號(hào)不一致時(shí)，則判斷該目標(biāo)飛行方向與該探測(cè)方向不一致，該控制板130向該馬達(dá)110傳輸目標(biāo)位置訊號(hào)，使該馬達(dá)110的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置，則聲納模組120的探測(cè)方向隨該轉(zhuǎn)軸一并轉(zhuǎn)至與該目標(biāo)飛行方向一致。在該步驟s3中，該聲納模組120在轉(zhuǎn)至目標(biāo)位置后，在該目標(biāo)飛行方向上進(jìn)行探測(cè)，并將得到的與障礙物的距離訊號(hào)反饋給控制板130，該控制板130可預(yù)設(shè)一安全閾值，當(dāng)該距離訊號(hào)處于該安全閾值時(shí)不向該飛行控制器300發(fā)出強(qiáng)制懸停訊號(hào)；當(dāng)該距離訊號(hào)超過(guò)該安全閾值時(shí)，向該飛行控制器300傳送強(qiáng)制懸停訊號(hào)。在該步驟s3中，該飛行控制器300可預(yù)設(shè)一探測(cè)時(shí)間，在該探測(cè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)接收到該強(qiáng)制懸停訊號(hào)，則控制該無(wú)人飛行器10懸停，從而避免裝機(jī)危險(xiǎn)；超過(guò)該探測(cè)時(shí)間未接收到該強(qiáng)制懸停訊號(hào)，則控制該無(wú)人飛行器10轉(zhuǎn)向至該目標(biāo)飛行方向。在本發(fā)明實(shí)施方式中，由于該聲納模組120的探測(cè)方向可以轉(zhuǎn)至該無(wú)人飛行器10的目標(biāo)飛行方向，因此可以僅通過(guò)一個(gè)聲納模組120實(shí)現(xiàn)多方向探測(cè)，降低了聲納避障系統(tǒng)100及無(wú)人飛行器10的體積及重量，對(duì)無(wú)人飛行器10飛行時(shí)間的電力延長(zhǎng)有一定的幫助，同時(shí)更大大地降低了聲納避障系統(tǒng)100的整體價(jià)格。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12