聲波接收器2、驅(qū)動器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和信號處理器5。
[0029]信號處理器5與旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)相連，驅(qū)動器3和模數(shù)轉(zhuǎn)換器4分別與信號處理器5相連，驅(qū)動器3與超聲波發(fā)射器I和超聲波接收器2相連，驅(qū)動器3用于給超聲波發(fā)射器I和超聲波接收器2供能，同時驅(qū)動器3用于驅(qū)動超聲波發(fā)射器I發(fā)射超聲波6，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4與超聲波接收器2相連，超聲波發(fā)射器I與超聲波接收器2成對安裝，且超聲波發(fā)射器I的發(fā)射方向與超聲波接收器2的接收方向指向相同。
[0030]如圖2所示，上電后進(jìn)行初始化操作，之后保持不間斷距離探測，即旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)向信號處理器5發(fā)送控制命令，信號處理器5接收到控制命令后向驅(qū)動器3發(fā)送距離探測信號，驅(qū)動器3接收到距離探測信號后向超聲波發(fā)射器I發(fā)送驅(qū)動信號，驅(qū)動超聲波發(fā)射器I發(fā)射超聲波6。
[0031]若遇到障礙物8，則超聲波發(fā)射器I發(fā)射的超聲波6經(jīng)障礙物8反射的回波7由超聲波接收器2接收，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4接收超聲波接收器2發(fā)送的模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，信號處理器5接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器4發(fā)送的數(shù)字信號并將其解析為距離量，信號處理器5將獲得的距離量反饋給旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)，旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)根據(jù)距離量和當(dāng)前旋翼型無人機(jī)的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機(jī)的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物8，具體的過程如下:旋翼型無人機(jī)的飛控系統(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，旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)對旋翼型無人機(jī)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(jī)能承受的沖擊力著陸，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物8 ;當(dāng)距離量大于安全限定值時，旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)會按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機(jī)進(jìn)行接下來的各種動作。
[0032]若沒有遇到障礙物8，則超聲波發(fā)射器I發(fā)射的超聲波6并不會反射回波7，此時，超聲波接收器2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和信號處理器5不工作，信號處理器5不會給旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)反饋任何信息，因此，旋翼型無人機(jī)的飛控系統(tǒng)會按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機(jī)進(jìn)行接下來的各種動作。
【主權(quán)項】
1.一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，其特征在于，包括: 與無人機(jī)飛控系統(tǒng)相連的信號處理器(5)，接收無人機(jī)飛控系統(tǒng)發(fā)送的控制命令； 與信號處理器(5)相連的驅(qū)動器(3)，接收信號處理器(5)發(fā)送的距離探測信號； 與驅(qū)動器⑶相連的超聲波發(fā)射器(I)，接收驅(qū)動器⑶的驅(qū)動信號，發(fā)射超聲波(6); 與驅(qū)動器(3)相連的超聲波接收器(2)，接收所述超聲波發(fā)射器(I)發(fā)射的超聲波(6)經(jīng)障礙物⑶反射的回波(7); 分別與超聲波接收器(2)和信號處理器(5)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)，接收所述超聲波接收器(2)發(fā)送的模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述信號處理器(5)將此數(shù)字信號解析為距離量并將其反饋給無人機(jī)飛控系統(tǒng)，無人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)此距離量和當(dāng)前旋翼型無人機(jī)的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機(jī)的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)射器(I)與超聲波接收器(2)成對安裝，且超聲波發(fā)射器(I)的發(fā)射方向與超聲波接收器(2)的接收方向指向相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，其特征在于，所述驅(qū)動器(3)用于給超聲波發(fā)射器(I)和超聲波接收器(2)供能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，其特征在于，所述無人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)此距離量和當(dāng)前旋翼型無人機(jī)的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機(jī)的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物(8)的具體過程如下:無人機(jī)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(jī)飛控系統(tǒng)對旋翼型無人機(jī)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(jī)能承受的沖擊力著陸，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物(8);當(dāng)距離量大于安全限定值時，無人機(jī)飛控系統(tǒng)按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機(jī)進(jìn)行動作； 若沒有遇到障礙物(8)，則超聲波發(fā)射器(I)發(fā)射的超聲波(6)并不會反射回波(7)，此時，超聲波接收器(2)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)和信號處理器(5)不工作，信號處理器(5)不會給無人機(jī)飛控系統(tǒng)反饋任何信息，此時，無人機(jī)飛控系統(tǒng)按照當(dāng)前控制狀態(tài)繼續(xù)控制無人機(jī)進(jìn)行動作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，其特征在于，根據(jù)探測需求，將一個旋翼型無人機(jī)自動避障裝置安裝在旋翼型無人機(jī)的一個探測方向上，或者，將多個旋翼型無人機(jī)自動避障裝置安裝在旋翼型無人機(jī)的多個探測方向上。
【專利摘要】一種旋翼型無人機(jī)自動避障裝置，屬于無人機(jī)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有避障裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、算法復(fù)雜、實時性不強(qiáng)的問題。包括信號處理器，接收無人機(jī)飛控系統(tǒng)發(fā)送的控制命令；驅(qū)動器，根據(jù)控制命令提供驅(qū)動信號；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；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；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，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，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(jī)飛控系統(tǒng)，無人機(jī)飛控系統(tǒng)根據(jù)此距離量和當(dāng)前旋翼型無人機(jī)的飛行狀態(tài)控制旋翼型無人機(jī)的旋翼速度和方向，使旋翼型無人機(jī)避開障礙物。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、功耗低。
【IPC分類】G01S15/08, G05D1/10
【公開號】CN104898698
【申請?zhí)枴緾N201510267280
【發(fā)明人】朱小明, 王曉東, 李丙玉, 白越
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月22日