[发明专利]一种无人机避障装置和方法

权利要求书

1.一种无人机避障装置，其特征在于，所述装置包括：超声阵列探测模块、信息处理模块及飞行控制模块，其中：

所述超声阵列探测模块包括发射换能器和接收换能器；

所述发射换能器为一个点声源，设置于所述避障装置的顶部中心位置或底部中心位置，用于发射全向辐射声波；

所述接收换能器设置于所述无人机四周的各个侧面上；

所述信息处理模块用于确定障碍物的位置信息；

所述飞行控制模块根据所述障碍物的位置信息控制无人机进行避障飞行。

2.根据权利要求1所述的无人机避障装置，其特征在于，所述接收换能器的数量为16-32个。

3.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括如权利要求1所述的无人机避障装置。

4.一种无人机避障方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

发射换能器经过驱动模块驱动后，启动工作并发射超声信号；其中，所述发射换能器为一个点声源，所述超声信号为全向辐射声波；

接收换能器接收反射的超声信号；

信息处理模块接收经所述接收换能器转换后的电信号并对其进行处理以确定障碍物的位置信息，并将所述障碍物的位置信息传输至飞行控制模块；

所述飞行控制模块根据所述障碍物的位置信息控制无人机进行避障飞行。

5.根据权利要求4所述的无人机避障方法，其特征在于，所述信息处理模块对接收到的电信号进行处理以确定障碍物的位置信息包括如下过程：

选取不在同一条直线上的4个接收传感器A₁、A₂、A₃、A₄，以其中一个A₁接收传感器接收到反射的信号的时间为基准，分别计算出其他传感器与之时间差T₁₂、T₁₃、T₁₄，L₁、L₂、L₃、L₄分别为障碍物点M与接收传感器A₁、A₂、A₃、A₄之间的距离，假设障碍物点M的坐标为(x,y,z)，接收源A₁的坐标为(0,0,0),接收源A₂的坐标为(a,0,0)，接收源A₃的坐标为(0,b,0)，接收源A₄的坐标为(c₁,c₂,0)，计算障碍物的坐标方程如下

解方程得，

其中，

计算得到障碍物相对于A₁的位置后，再根据A₁所在无人机的位置，可以推算出障碍物相对于无人机的位置信息。