[实用新型]可在夜间判断障碍物距离的无人机

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人驾驶飞行系统，特别涉及一种可在夜间判断障碍物距离的无人机。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，广泛应用于军事，科研和生活领域，可以在火灾、地震等灾害现场替代地面交通工具，到达环境恶劣的场所查看情况进行救援，也可以在气象、航天方面进行数据采集和勘探，也可用在核辐射探测、航空摄影、航空探矿、交通巡逻、治安监控等方面。

无人机在飞行中一般由操作员操作无人机的飞行路径。但由于无人机在低空飞行，会穿过很多建筑物和桥梁等，操作员在地面会很难精确观测无人机的实际飞行状况，容易撞到障碍物，尤其在夜晚飞行时，由于环境光的影响，光靠肉眼观难以看无人机的飞行状况，所以也很难判断无人机与障碍物的实际距离，及时作出转向减速等决定。

实用新型内容

为了解决无人机在夜晚飞行无法正确判断与障碍物距离的问题，本实用新型提供了一种可在夜间判断障碍物距离的无人机。

本实用新型的技术方案如下：

一种可在夜间判断障碍物距离的无人机，包括无人机主体、光源、CCD相机、控制模块、与示宽灯；所述光源与CCD相机具有多组，分别相邻安装在无人机主体四周的外侧壁，所述CCD相机的拍摄镜头对准光源的光发射方向；所述CCD相机与控制模块相连接，所述示宽灯安装在无人机主体四周的边缘处。

其进一步的技术方案为：所述无人机主体为多旋翼无人机或者无人直升机。

其进一步的技术方案为：所述光源为激光光源或者聚光灯。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型提供了一种可在夜间判断障碍物距离的无人机，只需要在普通的无人机外侧安装激光发射装置，就可以实现无人机在夜间飞行过程中自动测量与障碍物的距离的功能，及时发出信号，使得无人机操作员及时改变无人机航线，避让障碍物。使用肉眼也能轻松判断无人机与障碍物的距离。由于所用技术均为成熟的技术，所以功能可靠性高，实现简单，价格低廉。无人机使用中经常需要在夜间进行低空飞行，穿越城市中房屋、墙壁等障碍物，本实用新型解决了很大的实际问题，有很高的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型人工避让的光斑示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型的示意图，无人机主体1四周外侧相邻安装有多组光源2和CCD相机3。光源2可以是激光光源和聚光灯。本实施例中光源2为激光光源。示宽灯5安装在无人机主体1四周的边缘处。图2是本实用新型的俯视图。在本实施例中，无人机主体1的四周外侧安装有8组光源2和CCD相机3，每相邻两组间隔45度；并且安装有8个示宽灯5，每相邻两个示宽灯之间间隔45度，工作时每两个互成180度的示宽灯为一组，共同指示无人机的宽度。

无人机在飞行过程中，光源2不断对外发出激光。由于无人机主体1四周都装有光源2，因此无人机主体1的任何方向有障碍物，激光光束会打在障碍物上，形成多个光斑，光斑大小与无人机与障碍物的距离有关，设在距离光源z处的光斑半径ω(z)，则关系如下所示：

ω(z)＝ω₀(1+(λz/πw₀²)²)^1/2

上式为激光物理学的公知常识，可以在相关教科书和教学资料中查到，其中，z为光源到障碍物的距离，ω(z)为激光光斑的半径，其余参数为与激光光源本身有关的固定值。可以从上式中看出，光斑半径ω(z)与光源到障碍物的距离z成正相关的关系，距离越近，激光光斑的半径越小，距离越远，激光光斑的半径越大。根据这个原理，可以由激光发射器投射在障碍物上的光斑大小判断无人机与障碍物的距离。

一、人工避让

无人机操作员应事先预设一个与障碍物的警示距离L，在此警示距离时，把光源2在障碍物上所形成的光斑的宽度W调节到与示宽灯5在障碍物上所形成的无人机轮廓宽度W相等。在实飞时，当光源2把激光光束打在障碍物上(如高楼外墙上)形成光斑时，示宽灯也在障碍物上照射出无人机机体的宽度。此时操作员可通过肉眼观察，发现多个光斑中只要有任何一个的半径大于示宽灯半径时，说明无人机距离障碍物过近，需要改变航线，进行避让。