[发明专利]基于激光雷达的定位和避障无人机装置及方法

说明书

本发明提供了基于激光雷达的定位和避障无人机装置及方法，能提供多个中心位置的结构，以便无人机的定位部件、操控组件等部件置于最优位置，并且提供了无人机的避障方法以共同解决因无人机的部件无法置于最优位置、无人机避障方法不足而导致的无人机环境感知自主飞行能力不足的问题。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其是指一种基于激光雷达的定位和避障无人机装置及方法。

背景技术

随着无人机技术的快速发展，无人机已逐渐走进人们的生活和工作。传统的无人机仍依赖于专业人员的操纵，无人机技术存在着环境感知能力、自主飞行能力不足等问题。然而，当前的无人机的整体结构较为单一，多采用开模设计，其难度较大，成本较高，且结构较为复杂，不能将各部件置于最合适的位置，难以应用多传感器。为了实现让无人机在一个未知环境中进行完全自主定位与导航，现有技术中的无人机定位系统多依赖于GPS，但是在GPS信号较弱或没有GPS信号的环境下无人机无法实现定位，因此限制了无人机的广泛应用和快速发展，并且使相对环境中的人员和财产存在安全风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人机的支撑结构、基于激光雷达定位的无人机，能提供多个中心位置的结构，以便无人机的定位部件、操控组件等部件置于最优位置，并且提供了无人机的避障策略以共同解决因无人机的部件无法置于最优位置、无人机避障方法不足而导致的无人机环境感知自主飞行能力不足的问题。

本发明第一方面提供了一种无人机的支撑结构，包括机架板与脚架，第一承载板、第二承载板、第三承载板、第一支撑固定组件、第二支撑固定组件、第三支撑固定组件；

第一承载板的反面通过第一支撑固定组件安装于机架板的正面；

第二承载板的正面通过第二支撑固定组件安装于机架板的反面；

第三承载板的正面通过第三支撑固定组件安装于第二承载板的反面。

进一步地，支撑固定组件包括至少一个支撑柱。

进一步地，脚架一端固定于机架板反面，脚架另一端伸出第三承载板所在平面。

进一步地，脚架的另一端设有减震缓冲机构。

本发明第二方面提供了一种无人机，包括激光传感器、超声波传感器、机载处理器及无人机的支撑结构；

激光传感器固定于第一承载板的正面；

超声波传感器固定在第三承载板的反面；机载处理器固定于第三承载板的正面，机载处理器分别与激光传感器、超声波传感器电连接。

进一步地，无人机还包括GPS，GPS固定在机架正面。

进一步地，激光传感器为激光雷达。

本发明第三方面提供了一种无人机的无人机避障方法，包括如下步骤：

S100：获取最近障碍物的距离；

S200：将最近障碍物的距离与警告安全半径比较，若最近障碍物的距离大于警告安全半径，则对移动速度不做抑制，并进入S400；

若最近障碍物的距离小于警告安全半径，则进入S300；

S300：对无人机移动速度进行抑制；

S400：启动壁障速度限幅，对总速度限幅；

S500：发布指令给位置控制，以控制机体向下运动。

进一步地，S300包括如下步骤：

S310：将最近障碍物的距离与危险安全半径比较：

若最近障碍物的距离大于危险安全半径，则对移动速度进行第一级抑制；