一種無人機用障礙物檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人飛行器，更為具體來說，是一種無人機用障礙物檢測裝置。
【背景技術】
[0002]面對復雜多變的地形和環(huán)境，執(zhí)行相關任務的無人機在飛行過程中難免會遇到障礙物。如果躲避不及就會發(fā)生墜機事件、產生安全隱患，甚至對操作者或者他人造成傷害；同時也造成了一定的經濟損失。特別是對于消費類別的輕型無人機來說，在無人機上安裝相應的躲避障礙物的裝置也是必須的。
[0003]為了解決上述無人機難以躲避障礙物的問題，首先，應該能夠檢測到障礙物。
[0004]—、申請?zhí)枮?01110031250.8的中國發(fā)明專利公開了一種自動規(guī)避障礙物的飛行裝置與方法，包括超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、驅動模塊等，通過發(fā)射超聲波、接收超聲波、計算障礙物距離等方式，達到檢測障礙物的目的。類似地，申請?zhí)枮?01520129617.3^201510099457.7^201420310963.7^201310480659.7 等中國專利也采用了與上述專利類似的方法。
[0005]然而，該種方法無法精確地判斷出障礙物所處的方位角度，因而誤差也較大，因此，上述專利所述可以用在飛行玩具領域，但是不適用在無人機上。
[0006]也有采用激光雷達測量障礙物與飛行器距離的，但是激光雷達的體積重量較大，無法應用到消費類別等輕小型的無人機上。
[0007]二、申請?zhí)枮?01210184303.4的中國發(fā)明專利公開了一種無人機的視覺定位與避障方法及系統(tǒng)，包括具有機載相機和慣性測量單元的無人機以及視覺定位裝置，通過從視覺感知機載相機獲得的慣導數據的方式判斷出障礙物與無人機之間的相對位置信息、所述障礙物的形狀、大小和運動狀態(tài)等。
[0008]這種方法確實能準確地獲取障礙物的相關信息。但是，這種方法必須要有復雜的算法做支撐，同時需要較復雜的相關硬件支持，其不僅可靠性相對也較低，而且成本比較尚ο
[0009]三、申請?zhí)枮?01310036271.8的中國發(fā)明專利公開了一種無人機避障控制方法，設有無人機子系統(tǒng)和地面站子系統(tǒng)，無人機子系統(tǒng)包含嵌入控制器和無線數據鏈的機載端，嵌入式飛行控制器內置衛(wèi)星定位接收機和高度傳感器；地面站子系統(tǒng)包含嵌入式監(jiān)控計算機和無線數據鏈的地面端，嵌入式監(jiān)控計算機內置包含障礙物地理信息的電子地圖；在地面站子系統(tǒng)的嵌入式監(jiān)控計算機內置的電子地圖上，確定飛行區(qū)域中障礙物的地位置，建立虛擬的障礙物多邊形柱體，并將其形體數據下載到嵌入式飛行控制器，嵌入式飛行控制器實時獲取無人機的當前位置并計算出與障礙物多邊形柱體的空間關系，然后生成無人機的軌跡指令，實現無人機的自動避障。
[0010]這種方式借助于電子地圖，需要依靠較完善的地圖信息、較穩(wěn)定的數據通信做支撐，才能完成相關任務。因而，該種復雜的手段并不適合消費類別等輕小型的無人機上。
[0011]綜上，對于上述三種方案，由于其技術手段本身的缺陷，目前無人機障礙物檢測設備檢測的方向往往僅包括前后左右四個方向或者一個較小的角度范圍，無法檢測到其它方向，而無人機飛行的方式可能會隨時變化，所以在很多情況下還是會發(fā)生事故。
[0012]因此，獲得一種能夠實時準確檢測障礙物、判斷障礙物的具體方位、可靠性強、結構簡單的無人機障礙物檢測裝置成為了本領域技術人員追求的目標。
【實用新型內容】
[0013]為解決現有的無人機用障礙檢測裝置難以判斷障礙物具體方位或者技術方案較為復雜等問題，本實用新型提供了一種無人機用障礙物檢測裝置，實現了對障礙物與無人機的距離、角度等信息的檢測。
[0014]為實現上述目的，本實用新型公開了一種無人機用障礙物檢測裝置，包括控制裝置，及分別與控制裝置連接的驅動裝置、測距裝置、測角裝置；驅動裝置與測距裝置連接。
[0015]在控制裝置和驅動裝置的共同控制下，本實用新型的無人機用障礙物檢測裝置采用測距裝置、測角裝置實現對障礙物的定位，而且裝置結構簡單、可靠性高，適用于各種類型的無人機。
[0016]進一步地，測距裝置包括距離傳感器、支撐桿、導電滑環(huán)及測距支撐柱，支撐桿兩端分別固定連接距離傳感器和導電滑環(huán)一端，測距支撐柱兩端分別固定連接導電滑環(huán)另一端和控制裝置，距離傳感器依次通過支撐桿、導電滑環(huán)、測距支撐柱與控制裝置電連接。
[0017]控制裝置為距離傳感器供電、保證其能正常工作，距離傳感器向外發(fā)射光信號以判斷無人機周圍是否存在障礙物。
[0018]本實用新型創(chuàng)新地設置了導電滑環(huán)，避免了距離傳感器在連續(xù)旋轉時將數據線扭曲折斷的現象發(fā)生。
[0019]進一步地，驅動裝置包括減速器、電機及電機支撐柱，電機通過電機支撐柱與控制裝置電連接，電機輸出軸與減速器連接，減速器與支撐桿齒輪連接。
[0020]本實用新型創(chuàng)新地提供了可360°旋轉的距離傳感器，通過電機、減速器進行驅動，通過減速器齒輪轉動的方式帶動支撐柱上的距離傳感器旋轉，達到對無人機周圍障礙物進行無死角檢測的目的。
[0021]進一步地，測角裝置包括相互固定連接的角度傳感器和測角支撐柱，角度傳感器通過測角支撐柱與控制裝置電連接；支撐桿上套有磁環(huán)，角度傳感器設于磁環(huán)旁邊。
[0022]在距離傳感器旋轉的前提下，本實用新型在檢測到障礙物的同時，通過角度傳感器判斷距離傳感器旋轉的角度，進而可判斷出障礙物所在方位，結合障礙物與無人機的距離，可得出障礙物的具體位置。
[0023]進一步地，控制裝置包括控制板及與控制板電連接的電源；測距支撐柱、電機支撐柱、測角支撐柱平行設置，分別與控制板固定連接。
[0024]進一步地，控制板呈水平方向設置，測距支撐柱、電機支撐柱及測角支撐柱呈垂直方向設置。
[0025]進一步地，距離傳感器為紅外線傳感器，內部安裝有濾波片。
[0026]進一步地，減速器輸出軸固定連接主動輪，支撐桿上套有、固定連接從動輪，主動輪與從動輪齒輪連接。
[0027]進一步地，角度傳感器與磁環(huán)高度相同，角度傳感器的一個側面對著磁環(huán)外表面。
[0028]進一步地，控制板上開有安裝槽，測距支撐柱、電機支撐柱、測角支撐柱插入不同的安裝槽中。
[0029]本實用新型的有益效果為:在無人機飛行過程中，本實用新型能夠實現對周圍各個方向的障礙物進行檢測，避免無人機與障礙物發(fā)生碰撞的情況，降低了無人機發(fā)生事故的概率，避免了經濟損失。
[0030]本實用新型的障礙物檢測裝置具有可靠性好、安裝簡單、使用方便、體積小、重量輕、功耗小等優(yōu)點，可安裝于各類無人機上。
[0031]本實用新型的障礙物檢測方法簡單、容易實現，實施性較強，具有很高的應用價值，可以在多種無人機甚至其他技術領域使用。
【附圖說明】
[0032]圖1為無人機用障礙物檢測裝置的裝配示意圖。
[0033]圖2為無人機用障礙物檢測裝置的結構示意圖。
[0034]圖3為無人機用障礙物檢測裝置的檢測方法示意圖。
[0035]圖中，
[0036]1、測距裝置；10、距離傳感器；11、導電滑環(huán)；12、測距支撐柱；13、支撐桿；14、磁環(huán)；2、測角裝置；20、角度傳感器；21、測角支撐柱；3、驅動裝置；30、減速器；31、電機；32、電機支撐柱；4、控制裝置；40、控制板。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本實用新型無人機用障礙物檢測裝置進行詳細的解釋和說明。
[0038]實施例一
[0039]如圖1、2所示，本實用新型的一種無人機用障礙物檢測裝置，包括作為整個無人機用障礙物檢測裝置的控制中心的控制裝置4，及分別與控制裝置4連接的驅動裝置3、測距裝置1、測角裝置2，驅動裝置3與測距裝置1連接，驅動裝置3用于為測距裝置1的旋轉提供相應的動力，測角裝置2用于測量測距裝置1旋轉的角度。
[0040]具體來說，測距裝置1包括距離傳感器10、支撐桿13、導電滑環(huán)11及測距支撐柱12，支撐桿13兩端分別固接距離傳感器10和導電滑環(huán)11 一端，測距支撐柱12兩端分別固接導電滑環(huán)11另一端和控制裝置4，距離傳感器10依次通過支撐桿13、導電滑環(huán)11、測距支撐柱12與控制裝置4電連接，距離傳感器10測得的距離信號信息依次通過支撐桿13、導電滑環(huán)11、測距支撐柱12傳輸至控制裝置4，而控制裝置4同時為距離傳感器10供電，本實用新型的導電滑環(huán)11為多路導電滑環(huán)11，可同時傳輸信號和供電；當然，在支撐桿13和測距支撐柱12內部分別設置相應的連接導線，一根或者多根導線用于連接距離傳感器10和導電滑環(huán)11，一根或者多根導線用于連接導電滑環(huán)11和控制裝置4。
[0041]在較佳的技術方案中，本實用新型距離傳感器10為紅外線傳感器。為了保證返回的紅外線不受或者降低受外部雜波的干擾，距離傳感器10的內部安裝有濾波片。
[0042]驅動裝置3包括減速器30、電機31及電機支撐柱32，電機31通過電機支撐柱32與控制裝置4電連接，電機31連接減速器30，減速器30與支撐桿13齒輪連接；電機31