[实用新型]一种用于无人机自动降落的地表面识别装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制领域，特别是涉及一种用于无人机自动降落的地表面识别装置 。

背景技术

近几年，无人机的发展势头十分猛烈，市场的需求也越来越大。军事、工业、农业以及消费类无人机开始广泛运用。然而目前无人机降落的方式大多是水平垂直降落，此种降落方式在倾斜的地面降落容易造成桨叶撞击地面毁坏无人机，在降落方面是一个不可忽视的问题。由此可见无人机降落时对降落地表面相对水平面的姿态识别十分重要。

因此需要为无人机设计一种能够自动识别地面，能根据地面的状况进一步调节桨叶，从而使得无人机在任何一种地形降落都不会损坏到桨叶。

实用新型内容

针对上述存在的不足，本实用新型提供一种用于无人机自动降落的地表面识别装置 。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

一种用于无人机自动降落的地表面识别装置，包括三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器、三轴磁场传感器、超声波测距模块、卡尔曼滤波电路Ⅲ、IIR滤波电路、卡尔曼滤波电路Ⅰ、温度补偿电路、卡尔曼滤波电路Ⅱ、机体平衡分析电路、地表面分析电路、机体相对地面分析电路和输出端口电路；

所述三轴陀螺仪传感器的输出端与卡尔曼滤波电路Ⅲ连接；所述三轴加速度传感器的输出端与IIR滤波电路连接；所述三轴磁场传感器的输出端与卡尔曼滤波电路Ⅰ连接；所述超声波测距模块的输出端经温度补偿电路与卡尔曼滤波电路Ⅱ连接；所述卡尔曼滤波电路Ⅲ和IIR滤波电路的输出端均与机体平衡分析电路连接；所述卡尔曼滤波电路Ⅰ的输出端分别与机体平衡分析电路和机体相对地面分析电路连接；所述卡尔曼滤波电路Ⅱ的输出端与机体相对地面分析电路连接；所述机体平衡分析电路和机体相对地面分析电路的输出端均与地表面分析电路连接；所述地表面分析电路的输出端与输出端口电路连接；所述输出端口电路与无人机的控制器连接。

上述方案中，优选的是超声波测距模块包括四个超声波传感器和一块正方形或长方形的电路板，所述四个超声波传感器分别安装在电路板的四个角上。

上述方案中，优选的是输出端口电路为串口输出电路和I2C输出电路。

上述方案中，优选的是IIR滤波电路使用IIR低通滤波器。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型提供一种用于无人机自动降落的地表面识别装置，通过三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和三轴磁场传感器测量确定装置机体相对水平面的姿态，测距模块测量装置机体相对低表面的距离从而确定装置相对地表面的姿态；根据装置机体相对水平面的姿态和装置机体相对地表面的姿态可以确定地表面相对水平面的姿态；该装置装在无人机上，测量出的地表面相对水平面姿态数据和装置机体相对水平面姿态数据通过接口传输至无人机控制系统，以便无人机根据地表面姿态做出相应的降落姿势。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。

一种用于无人机自动降落的地表面识别装置，如图1所示，包括三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器、三轴磁场传感器、超声波测距模块、卡尔曼滤波电路Ⅲ、IIR滤波电路、卡尔曼滤波电路Ⅰ、温度补偿电路、卡尔曼滤波电路Ⅱ、机体平衡分析电路、地表面分析电路、机体相对地面分析电路和输出端口电路。其中，卡尔曼滤波电路Ⅲ、IIR滤波电路、卡尔曼滤波电路Ⅰ、温度补偿电路、卡尔曼滤波电路Ⅱ、机体平衡分析电路、地表面分析电路和机体相对地面分析电路为处理器的内部结构电路，处理器使用型号为STM32系列的单片机芯片或DSP的处理器。

三轴陀螺仪传感器的输出端与卡尔曼滤波电路Ⅲ连接，三轴陀螺仪用于测量装置的横滚、俯仰和偏航角速度。三轴加速度传感器的输出端与IIR滤波电路连接，三轴加速度传感器用于测量重力在装置坐标轴的分量。三轴磁场传感器的输出端与卡尔曼滤波电路Ⅰ连接，三轴磁场传感器测量装置的偏航角。超声波测距模块的输出端经温度补偿电路与卡尔曼滤波电路Ⅱ连接，超声波测距模块用于测量装置机体到地表面的距离。