[实用新型]一种无人机用障碍物检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器，更为具体来说，是一种无人机用障碍物检测装置。

背景技术

面对复杂多变的地形和环境，执行相关任务的无人机在飞行过程中难免会遇到障碍物。如果躲避不及就会发生坠机事件、产生安全隐患，甚至对操作者或者他人造成伤害；同时也造成了一定的经济损失。特别是对于消费类别的轻型无人机来说，在无人机上安装相应的躲避障碍物的装置也是必须的。

为了解决上述无人机难以躲避障碍物的问题，首先，应该能够检测到障碍物。

一、申请号为201110031250.8的中国发明专利公开了一种自动规避障碍物的飞行装置与方法，包括超声波发射模块、超声波接收模块、驱动模块等，通过发射超声波、接收超声波、计算障碍物距离等方式，达到检测障碍物的目的。类似地，申请号为201520129617.3、201510099457.7、201420310963.7、201310480659.7等中国专利也采用了与上述专利类似的方法。

然而，该种方法无法精确地判断出障碍物所处的方位角度，因而误差也较大，因此，上述专利所述可以用在飞行玩具领域，但是不适用在无人机上。

也有采用激光雷达测量障碍物与飞行器距离的，但是激光雷达的体积重量较大，无法应用到消费类别等轻小型的无人机上。

二、申请号为201210184303.4的中国发明专利公开了一种无人机的视觉定位与避障方法及系统，包括具有机载相机和惯性测量单元的无人机以及视觉定位装置，通过从视觉感知机载相机获得的惯导数据的方式判断出障碍物与无人机之间的相对位置信息、所述障碍物的形状、大小和运动状态等。

这种方法确实能准确地获取障碍物的相关信息。但是，这种方法必须要有复杂的算法做支撑，同时需要较复杂的相关硬件支持，其不仅可靠性相对也较低，而且成本比较高。

三、申请号为201310036271.8的中国发明专利公开了一种无人机避障控制方法，设有无人机子系统和地面站子系统，无人机子系统包含嵌入控制器和无线数据链的机载端，嵌入式飞行控制器内置卫星定位接收机和高度传感器；地面站子系统包含嵌入式监控计算机和无线数据链的地面端，嵌入式监控计算机内置包含障碍物地理信息的电子地图；在地面站子系统的嵌入式监控计算机内置的电子地图上，确定飞行区域中障碍物的地位置，建立虚拟的障碍物多边形柱体，并将其形体数据下载到嵌入式飞行控制器，嵌入式飞行控制器实时获取无人机的当前位置并计算出与障碍物多边形柱体的空间关系，然后生成无人机的轨迹指令，实现无人机的自动避障。

这种方式借助于电子地图，需要依靠较完善的地图信息、较稳定的数据通信做支撑，才能完成相关任务。因而，该种复杂的手段并不适合消费类别等轻小型的无人机上。

综上，对于上述三种方案，由于其技术手段本身的缺陷，目前无人机障碍物检测设备检测的方向往往仅包括前后左右四个方向或者一个较小的角度范围，无法检测到其它方向，而无人机飞行的方式可能会随时变化，所以在很多情况下还是会发生事故。

因此，获得一种能够实时准确检测障碍物、判断障碍物的具体方位、可靠性强、结构简单的无人机障碍物检测装置成为了本领域技术人员追求的目标。

实用新型内容

为解决现有的无人机用障碍检测装置难以判断障碍物具体方位或者技术方案较为复杂等问题，本实用新型提供了一种无人机用障碍物检测装置，实现了对障碍物与无人机的距离、角度等信息的检测。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种无人机用障碍物检测装置，包括控制装置，及分别与控制装置连接的驱动装置、测距装置、测角装置；驱动装置与测距装置连接。

在控制装置和驱动装置的共同控制下，本实用新型的无人机用障碍物检测装置采用测距装置、测角装置实现对障碍物的定位，而且装置结构简单、可靠性高，适用于各种类型的无人机。

进一步地，测距装置包括距离传感器、支撑杆、导电滑环及测距支撑柱，支撑杆两端分别固定连接距离传感器和导电滑环一端，测距支撑柱两端分别固定连接导电滑环另一端和控制装置，距离传感器依次通过支撑杆、导电滑环、测距支撑柱与控制装置电连接。

控制装置为距离传感器供电、保证其能正常工作，距离传感器向外发射光信号以判断无人机周围是否存在障碍物。

本实用新型创新地设置了导电滑环，避免了距离传感器在连续旋转时将数据线扭曲折断的现象发生。

进一步地，驱动装置包括减速器、电机及电机支撑柱，电机通过电机支撑柱与控制装置电连接，电机输出轴与减速器连接，减速器与支撑杆齿轮连接。