[发明专利]一种使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置

说明书

本发明公开了一种使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置，根据改进后的无人机控制方法，获取改进遥控系统产生的摇杆偏移数据，并利用所述视觉位置估计系统采集当前无人机的环境图像数据，通过无人机控制系统对所述摇杆偏移数据和获取的感知距离进行控制量转换，并将转换结果进行位置环和姿态环的数据计算，根据计算结果，对当前所述无人机进行位置和姿态的控制，增强无人机飞行的安全性，并且有效解决无人机在室内巡检时由于光线较暗而导致传统相机无法工作的问题，扩大无人机在实际应用中的使用范围。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置。

背景技术

目前在利用微型无人机巡检电力及能源系统线路等方面已经有了很多的应用，但是在矿井、管道、隧道等室内复杂环境的情况，无人机的飞行常常存在问题；传统的无人机控制方法主要是通过无人机上面携带的惯性测量单元来获得无人机的姿态数据，然后输入到控制器去对无人机进行控制，但是由于缺少位置测量单元，单纯依靠惯性导航系统来对位置进行估计误差较大，所以无人机难以保持在一个点稳定飞行；要使无人机保持在一个点稳定飞行通常需要靠飞行操作员通过操纵遥控器来进行精确的控制，这对飞行操作员的操作能力要求较高，且抗干扰性不强，在实际应用中具有局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置，扩大无人机在实际应用中的使用范围。

为实现上述目的，本发明提供了一种使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置，所述使用事件相机位置反馈的无人机自抗扰控制装置包括改进遥控系统、视觉位置估计系统和无人机控制系统，所述改进遥控系统与所述无人机控制系统通过无线通信链路连接，所述视觉位置估计系统与所述无人机控制系统通过UART总线连接；

所述改进遥控系统，用于根据改进后的无人机控制方法，利用SBUS协议将遥控器的摇杆偏移数据进行传输；

所述视觉位置估计系统，用于获取当前无人机的图像数据，并使用半密集深度图重建环境，同时估计双目事件摄像机平台的姿态，并将估计的得到的位置和姿态数据传输至所述无人机控制系统；

所述无人机控制系统，用于接收所述摇杆偏移数据和所述视觉位置估计系统处理后的数据，并根据对所有的数据进行转换和计算结果，对当前所述无人机的位置和姿态进行控制。

其中，所述无人机控制系统包括飞行控制模块和多个距离感知模块，所述飞行控制模块与所述飞行控制模块和多个所述距离感知模块连接，多个所述距离感知模块还与所述飞行控制模块连接；

所述飞行控制模块，用于使用地址轮询法获取所述距离感知模块获取的感知距离，并接收所述改进遥控系统和所述视觉位置估计系统传输的数据；然后根据接收的所有数据，对当前所述无人机飞行进行调整；

多个所述距离感知模块，用于获取当前时点无人机的前、后、左、右、上、下六个方向与墙壁或者障碍物之间的所述感知距离。

其中，所述无人机控制系统还包括惯性测量模块，所述惯性测量模块与所述飞行控制模块连接；

所述惯性测量模块，用于获取当前所述无人机的惯性数据，并传输至所述飞行控制模块中。

其中，所述飞行控制模块包括位置控制单元、姿态控制单元和控制量转换单元，所述位置控制单元与所述视觉位置估计系统连接，所述姿态控制单元与所述惯性测量模块和所述位置控制单元连接，所述控制量转换单元与多个所述距离感知模块、所述改进遥控系统和所述位置控制单元连接；

所述控制量转换单元，用于对接收到的所述感知距离和所述摇杆偏移数据进行控制量的转换处理；

所述位置控制单元，用于结合所述视觉位置估计系统的数据，对转换后的数据进行位置环计算，得到对应的姿态数据；