[实用新型]调频连续波雷达无人机自主规避系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机避障领域，尤其是涉及一种调频连续波雷达无人机自主规避系统。

背景技术

目前常用的无人机系统，可以利用惯导和GPS系统进行导航和任务规划，或者在大多数任务中依赖专业的无人机操纵人员来对无人机航线上出现的障碍物进行预判并控制无人机做出相应的刹车或规避操作。

然而不管是以上任何一种方法，都存在比较大的局限性，无法满足复杂任务的要求，保证无人机飞行的安全。近年来，出现了许多基于超声，红外，激光等主动式距离传感器的避障方法，也出现了基于视觉的避障方法，能够一定程度上解决无人机避障的问题，但仍然存在一些问题。基于超声的避障，检测距离有限，红外避障容易受环境光的干扰，激光避障检测角度小，同时以上的三种避障方法对于植物等非平面，多反射面物体，检测数据噪声较大。基于视觉的方法，同样存在容易受到环境光照等变化的影响，计算量大，对于单色物体很难进行检测等缺点。

发明内容

为了克服现有无人机避障系统存在的不足，本实用新型提供了一种可适应多种环境和障碍物的全方位调频连续波雷达无人机自主规避系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种调频连续波雷达无人机自主规避系统，包括智能雷达模块、用于接收数据并执行命令的中央控制模块、人机交互模块和电源模块，所述智能雷达模块与所述中央控制模块连接，所述中央控制模块分别与所述人机交互模块、无人机连接，所述电源模块与所述中央控制模块电连接；

所述智能雷达模块包括用于检测周围障碍物与无人机的相对距离和相对速度的调频连续波雷达、用于实现调频连续波雷达俯仰轴增稳功能的高速舵机、惯性传感器模块和用于接收、处理分析数据的雷达处理模块，所述调频连续波雷达、惯性传感器模块分别与所述雷达处理模块连接，所述雷达处理模块与所述高速舵机连接，所述调频连续波雷达与所述惯性传感器连接；

所述电源模块为带有信号隔离的电源模块。

进一步，所述人机交互模块包括触控显示屏和LED呼吸灯。

再进一步，所述智能雷达模块设置有四个，四个智能雷达模块分别与所述中央控制模块连接。

本实用新型的有益效果是：

1、调频连续波雷达探测技术受环境温度、天气变化的影响小；相比较激光雷达，成本较小；可以根据任务调节探测距离和探测角度，支持多角度安装，可以实现全方位避障；

2、考虑多旋翼无人机飞行时，机身会产生倾斜，普通的雷达或其他距离传感器，在无人机向前飞行时会测到地面产生误差。因此本系统将IMU传感器集成到了调频连续波雷达模块上，配合高速舵机，实现了紧凑型的俯仰轴增稳，组成了智能雷达模块；同时可以切换智能雷达模块的工作模式，使雷达朝向地面，达到测量无人机飞行高度的作用；

3、根据调频连续波雷达数据的特点，设计实现了基于周围障碍物与无人机的相对速度的无人机避障策略，当障碍物速度大于一定阈值时，采用紧急制动避障，当障碍物以一定距离接近时采用自主规避，与障碍物保持一定距离；

4、提供了人性化的人机交互模块，触摸显示屏方便用户进行参数修改和功能设置。LED呼吸灯可以提醒用户系统的工作模式和异常情况的警示。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2是智能雷达模块的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型。

参照图1和图2，一种调频连续波雷达无人机自主规避系统，包括智能雷达模块、用于接收数据并执行命令的中央控制模块、人机交互模块和电源模块，所述智能雷达模块与所述中央控制模块连接，所述中央控制模块分别与所述人机交互模块、无人机连接，所述电源模块与所述中央控制模块电连接；

所述智能雷达模块包括用于检测周围障碍物与无人机的相对距离和相对速度的调频连续波雷达、用于实现调频连续波雷达俯仰轴增稳功能的高速舵机、惯性传感器模块和用于接收、处理分析数据的雷达处理模块，所述调频连续波雷达、惯性传感器模块分别与所述雷达处理模块连接，所述雷达处理模块与所述高速舵机连接，所述调频连续波雷达与所述惯性传感器连接；

所述电源模块为带有信号隔离的电源模块。

进一步，所述人机交互模块包括触控显示屏和LED呼吸灯。

再进一步，所述智能雷达模块设置有四个，四个智能雷达模块分别与所述中央控制模块连接。