[发明专利]一种带激光雷达自动避障系统的无人机

说明书

一种带激光雷达自动避障系统的无人机，它涉及一种无人机，具体涉及一种带避障功能的无人机，它包含机体、激光雷达、机翼、升降装置和落地架，所述的激光雷达设置在机体上方，所述的机翼环形设置在机体上，所述的升降装置设置在机翼外端上，所述的升降装置包含螺旋桨、无刷直流电机和调速器，所述的螺旋桨安装在无刷直流电机上，所述的落地架设置在机体下，所述的机体包含电源组件、机载计算机、定位装置、飞行状态监控装置，它通过搭载的激光雷达装置实时扫描无人机周围环境和监测无人机与障碍物之间的距离，并将测得的数据通过机载计算机基于自动避障算法对数据进行处理，使无人机具有自动避障功能，使无人机可适用于各种场合。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种带激光雷达自动避障系统的无人机。

背景技术

当前随着科技的发展，无人机的数量也越来越多，无人机广泛应用于电力、气象、农业、视频摄像、抢险救灾等作业，其无人机的作业环境复杂多变，要求无人机具有更加的智能化。目前无人机分为手动飞行、半自动驾驶飞行及自动驾驶飞行，前两种需要飞行操控人员实时操作无人机，控制飞行航线，而自动驾驶飞行则是在飞行前规划好安全航线，将相关数据导入无人机系统中，之后无人机根据预设的飞行的路径自动驾驶飞行，由于作业过程中，无人机经常需要在低空、复杂地形条件下飞行，由于传统无人机无法实现高精度自动避障，因此无人机只能在远离障碍物的高空实现自动飞行，而当靠近障碍物的复杂区域飞行时，就只能依靠经验丰富的操控技术人员进行手动辅助飞行，这使无人机作业范围受到很大的制约。

目前市场上的无人机多采用基于超声波传感器的避障方案或基于双目视觉传感器的避障方案，但是由于超声波传感器发出的超声波属于机械波，其容易衰减和受到干扰，从而导致测量精度低，并且超声波传感器测量的数据少，不利于无人机避障，而双目视觉传感器采集的是图像信息，其数据处理模块的计算量和数据传输量也比较大，从而导致无人机相应功耗高，需要配备大功率电源和高性能计算机，实用成本高，同时双目视觉传感器受光线影响大，在光线暗的场景无法使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种带激光雷达自动避障系统的无人机，它通过搭载的激光雷达装置实时扫描无人机周围环境和监测无人机与障碍物之间的距离，并将测得的数据通过机载计算机处理，机载计算机根据数据分析，使无人机具有自动避障功能，同时该无人机还具有适用范围广泛等特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：它包含机体1、激光雷达2、机翼3、升降装置4和落地架5，所述的激光雷达2设置在机体1上方，所述的机翼3环形设置在机体1上，所述的升降装置4设置在机翼3外端上，所述的升降装置4包含螺旋桨41、无刷直流电机42和调速器43，所述的螺旋桨41安装在无刷直流电机42上，所述的落地架5设置在机体1下，所述的机体1包含电源组件11、机载计算机12、定位装置13、飞行状态监控装置14。

进一步的，所述的飞行状态监控装置14包含惯性测量单元141和空速管142。

进一步的，所述的调速器43连接机载计算机12和无刷直流电机42。

进一步的，所述的电源组件11、机载计算机12、定位装置13、惯性测量单元141、空速管142、激光雷达2和调速器43之间电性连接。

进一步的，所述的机载计算机12、定位装置13、惯性测量单元141、空速管142和激光雷达2之间通过串口线连接。

进一步的，所述的机载计算机12内安装有自动避障系统，所述的自动避障系统的运行步骤为：

1)通过激光雷达2实时采集无人机周围的场景图像和实时采集无人机和障碍物之间的距离信息，通过定位装置13实时采集无人机的位置信息，通过飞行状态监控装置实时采集无人机的实时飞行速度和飞行方向；