[发明专利]一种多旋翼超声波自动避障无人机

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼超声波自动避障无人机。

背景技术

随着无人机技术的提升和成本的下降，无人机的应用领域越来越广。虽然各个领域对消费级无人机的需求都在逐渐增长，但在无人机的应用方面还比较单一，目前还是以航拍为主,在技术应用方面仍有很多路要走。在丛林或城市内飞行，如何让它们可以安全地起飞，并避开电线杆、广告牌等障碍物？很多用户不会经过太多的专业培训，如何让他们也能轻松地使用并将无人机应用于自己的领域？

这些都是现在依旧有待解决的问题，但无人机普及的路上，除了面向用户的简易化操作外，最重要的依旧是和安全息息相关的自动避障技术。因为如果连无人机和人员的安全都无法保障，其他一切都无从谈起了。而且消费级无人机体积小，其安全性反而更容易被忽视。

现在绝大部分民用无人机并没有配备自动避障技术，无人机一般只能由使用者实时操控，或按照预设航线和高度飞行，自身并没有能力对飞行路线上的障碍物进行感知和避让。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种多旋翼超声波自动避障无人机，以解决现有民用无人机没有配备自动避障技术，无法自动避障的问题。本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种多旋翼超声波自动避障无人机，包括飞控主板、若干旋翼和若干电机，各电机与各旋翼一一对应，分别用于驱动各自对应的旋翼，还包括第一控制器、若干超声波传感器和若干第二控制器；

各第二控制器与各超声波传感器一一对应，各超声波传感器与各自对应的第二控制器通信连接，各第二控制器与所述第一控制器通信连接，所述第一控制器与所述飞控主板通信连接，所述飞控主板与各电机通信连接；

各超声波传感器被配置为分别实时感测无人机不同方向的障碍物与所述无人机之间的距离，并将各自实时感测到的距离信号发送到各自对应的第二控制器；

各第二控制器用于对各自接收到的距离信号进行处理，得出无人机相应方向的障碍物与所述无人机之间的实时距离数据，并将各自得出的实时距离数据发送到所述第一控制器；

所述第一控制器根据接收到的所述无人机各方向的障碍物与所述无人机之间的实时距离数据，实时生成飞行控制指令，并将所述飞行控制指令实时发送到所述飞控主板；

所述飞控主板根据实时接收到的飞行控制指令控制相应电机的转速以改变相应电机所驱动的旋翼的转速，使所述无人机进行自动避障飞行。

进一步地，所述无人机包括四个旋翼、四个电机、四个超声波传感器和四个第二控制器；

所述不同方向包括前、后、左、右四个方向，每一超声波传感器感测所述无人机其中一个方向的障碍物与所述无人机之间的距离。

进一步地，所述无人机还包括高度传感器和第三控制器；

所述高度传感器与所述第三控制器通信连接，所述第三控制器分别与所述第一控制器和飞控主板通信连接；

所述高度传感器用于实时感测所述无人机的高度，并将实时感测到的高度信号发送到所述第三控制器；

所述第三控制器用于对所述高度信号进行处理，得出所述无人机的实时高度数据，并将所述无人机的实时高度数据发送到所述第一控制器和飞控主板；

所述第一控制器还根据所述无人机的实时高度数据发送高度调节指令到所述飞控主板，所述飞控主板根据所述高度调节指令控制各电机的转速，以调节所述无人机的飞行高度。

进一步地，所述高度传感器为超声波传感器。

进一步地，所述飞控主板上集成有气压计、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、电子罗盘中的至少一种。

进一步地，所述飞控主板上设置有遥控信号接收端口，所述第一控制器通过有线与所述遥控信号接收端口连接，并按照遥控通信协议将所述飞行控制指令发送到所述遥控信号接口，所述飞控主板通过所述飞控端口接收所述飞行控制指令。

进一步地，所述第一控制器和第二控制器均采用型号为Atmega328的处理器。

进一步地，所述第一控制器、各超声波传感器和各第二控制器集成在同一块控制板上。

进一步地，各超声波传感器与各自对应的第二控制器通过串口通信连接。

进一步地，所述超声波传感器为数字式超声波传感器。