一種旋翼型無人機自動避障裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋翼型無人機自動避障裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)進(jìn)步和國家對低空領(lǐng)域民用用途的開放，無人機進(jìn)入一個嶄新的發(fā)展階段，然而飛行安全始終是無人機設(shè)計中一個重要方面。無人機飛行中遇到障礙物尤其是著陸過程中，如何避免較大沖量作用從而保護無人機是一個必須要考慮的問題。
[0003]目前有很多這方面的研宄，比如張顯志提出的無人機彈簧腳架技術(shù)，張林等提出的一種無人機滑橇著陸系統(tǒng)落震試驗平臺，蘭文博等提出的一種小型輪式起降無人機地面回收用減速裝置，還有眾多的基于視覺模型等的自主著陸算法。這些方法都可以較好達(dá)到減震效果。但也存在機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、算法復(fù)雜或?qū)崟r性欠佳等不足。
[0004]目前無人機的飛行速度一般較低，特別是旋翼型無人機，時速多在I?20m/s以內(nèi)。在著陸階段無人機的速度更低，一般在3m/s以下。在旋翼型無人機遇到障礙物或在著陸階段，如何為旋翼型無人機提供準(zhǔn)確的距離信息保證飛行安全是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有的避障裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、算法復(fù)雜、實時性不強的問題，本發(fā)明提供一種旋翼型無人機自動避障裝置。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明的一種旋翼型無人機自動避障裝置，包括:
[0008]與無人機飛控系統(tǒng)相連的信號處理器，接收無人機飛控系統(tǒng)發(fā)送的控制命令；
[0009]與信號處理器相連的驅(qū)動器，接收信號處理器發(fā)送的距離探測信號；
[0010]與驅(qū)動器相連的超聲波發(fā)射器，接收驅(qū)動器的驅(qū)動信號，發(fā)射超聲波；
[0011]與驅(qū)動器相連的超聲波接收器，接收所述超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波經(jīng)障礙物反射的回波；
[0012]與超聲波接收器相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，接收所述超聲波接收器發(fā)送的模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并發(fā)送給信號處理器，所述信號處理器將此數(shù)字信號解析為距離量并將其反饋給無人機飛控系統(tǒng)，無人機飛控系統(tǒng)根據(jù)此距離量和當(dāng)前旋翼型無人機的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機避開障礙物。
[0013]進(jìn)一步的，所述超聲波發(fā)射器與超聲波接收器成對安裝，且超聲波發(fā)射器的發(fā)射方向與超聲波接收器的接收方向指向相同。
[0014]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動器用于給超聲波發(fā)射器和超聲波接收器供能。
[0015]進(jìn)一步的，所述無人機飛控系統(tǒng)根據(jù)此距離量和當(dāng)前旋翼型無人機的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機避開障礙物的具體過程如下:無人機飛控系統(tǒng)對此距離量與安全限定值之間的大小關(guān)系進(jìn)行判斷:當(dāng)距離量小于安全限定值時，無人機飛控系統(tǒng)對旋翼型無人機當(dāng)前飛行狀態(tài)進(jìn)行判斷:如果處于飛行狀態(tài)則啟動繞障程序，提高距離量在控制中占有的比重和優(yōu)先級；如果處于降落狀態(tài)則自動減速，直到以旋翼型無人機能承受的沖擊力著陸，使旋翼型無人機避開障礙物；當(dāng)距離量大于安全限定值時，無人機飛控系統(tǒng)按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機進(jìn)行動作；
[0016]若沒有遇到障礙物，則超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波并不會反射回波，此時，超聲波接收器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號處理器不工作，信號處理器不會給無人機飛控系統(tǒng)反饋任何信息，此時，無人機飛控系統(tǒng)按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機進(jìn)行動作。
[0017]進(jìn)一步的，根據(jù)探測需求，將一個旋翼型無人機自動避障裝置安裝在旋翼型無人機的一個探測方向上，或者，將多個旋翼型無人機自動避障裝置安裝在旋翼型無人機的各個探測方向上。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明采用超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波，同時采用超聲波接收器接收回波，超聲波發(fā)射器和超聲波接收器的有效探測距離在1m左右，電子學(xué)處理時間在毫秒量級，可以忽略不計，這樣就有2?3s的緩沖時間，超聲波距離探測器雖然存在探測距離有限，特別是民用產(chǎn)品，極限探測距離在8m以下，但由于無人機的飛行速率低，且只需要在靠近障礙物時提供相關(guān)距離信息，因此可以很好的避免超聲波發(fā)射器和超聲波接收器探測距離有限的缺點。
[0020]2、超聲波發(fā)射器和超聲波接收器具有體積小、重量輕、功耗低、價格低廉、響應(yīng)速率快和信號處理電路簡單等特點，非常適合用于無人機避障系統(tǒng)設(shè)計，從而使得本發(fā)明的避障裝置結(jié)構(gòu)簡單、功耗低。
[0021]3、本發(fā)明的避障裝置，在無人機遇到障礙物或著陸階段提供快速準(zhǔn)確的距離信息。
[0022]4、本發(fā)明的避障裝置，在無人機在遇到障礙物或著陸時，提高距離信息所占的控制權(quán)比重，保障飛行安全。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的一種旋翼型無人機自動避障裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的一種旋翼型無人機自動避障裝置的控制策略示意圖。
[0025]圖中:1、超聲波發(fā)射器，2、超聲波接收器，3、驅(qū)動器，4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，5、信號處理器，6、超聲波，7、回波，8、障礙物。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明的一種旋翼型無人機自動避障裝置，在旋翼型無人機飛行中可以起到自動避障作用。根據(jù)探測需求，可以采用一個旋翼型無人機自動避障裝置或者采用多個旋翼型無人機自動避障裝置同時安裝的形式，也就是說根據(jù)探測的具體要求，可以將一個旋翼型無人機自動避障裝置安裝在旋翼型無人機的一個探測方向上，或者，將多個旋翼型無人機自動避障裝置安裝在旋翼型無人機的多個探測方向上，例如:將兩個旋翼型無人機自動避障裝置同時安裝在前向飛行方向和下視降落方向上，用于這兩個方向上的探測。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的一種旋翼型無人機自動避障裝置，包括:超聲波發(fā)射器1、超