[发明专利]一种安防巡检无人载具

权利要求书

1.一种安防巡检无人载具，其特征在于：包括下位机无人载具终端和上位机控制台；其中无人载具终端通过执行既定或实时的指令完成巡检任务，同时由无人载具终端搭载的无线数据/图像传输系统将状态信息及采集的视频流传送至地面PC控制端；

还包括无人载具状态测量及导航系统、无人载具指令系统、无人载具控制系统、无人载具功能驱动模块、图像获取及无线传输系统、地面无线数字链路和人机交互硬件系统；

还包括下位机控制程序和上位机控制程序；下位机控制程序用于根据任务指令和传感器状态信息实现对无人载具的行径、导航、任务执行以及外部任务载荷控制；上位机程序主要用于实现对无人载具所回传的遥测信号、图像信号转化成能够供用户使用的信息，同时上位机程序可辅助用户对无人载具进行任务编辑和实时控制，并能够读取无人载具终端所记录的数据用于取证、存档和设备维护；

还包括测量电路、通信电路和控制电路；测量电路单元包括环境温度控制电路以控制低温带来的测量误差；测量电路通过一组20Pin的接口与主控制器载板连接；且测量电路和对应物理量传感器继承于独立IMU；IMU包括气压高度测量模块、电子陀螺仪模块、多轴加速度计和AHRS集成系统。

2.根据权利要求1所述的一种安防巡检无人载具，其特征在于：所述无人载具状态测量及导航系统负责获取实时高精度的无人载具空间状态信息包括姿态或位置或周围障碍物信息的测量模块，同时通过采集的数据为无人载具的无人值守巡检作业提供导航信息支持；

无人载具指令系统以姿态采集、导航系统的数据进行解算分析，结合自动或半自动任务需求，决策无人载具在任务执行过程中的行为；

无人载具控制系统，以无人载具指令系统的行为决策和预判为基准，联动无人载具的各个驱动模块实现达到运算期望值的无人载具实际行为；

无人载具驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号，联动电动机调速器或伺服舵机或继电器开关外部设备的工作以执行对应的无人载具及外部任务载荷的动作；

图像获取及传输系统包含高分辨率摄像头或满足全天候作业需求的光学增强组件或光学系统环境控制机构或机械稳定结构或模拟图传及对应无线信号增强机构；

地面无线数字链路主要用于接收无人载具回传的遥测信号及视频流；

人机交互则用于实现无人载具的手动或半自动控制以及任务载荷的手动控制交互，基于符合Windows joystick传输标准的体感控制器实现超视距远程载具控制。

3.根据权利要求1所述的一种安防巡检无人载具，其特征在于：所述电子陀螺仪模块采用I2C总线的快速模式通信方式从L3GD20芯片获取无人载具的瞬时绝对姿态信息用于对无人载具的姿态调整；

多轴加速度计使用I2C串行总线与MPU6000实现通信，利用引脚9(I2C

slave地址LBS)、引脚23(I2C串行时钟SCL)及24引脚(I2C串行数据SDA)；

AHRS集成系统采用LSM303D集成芯片，并配置为生成一个中断信号用于自由落体，运动检测和磁场检测；

门槛和时间中断发生器最终可编程用户；

磁性和加速计块可启用或分别进入掉电模式。

4.根据权利要求1所述的一种安防巡检无人载具，其特征在于：所述安防巡检无人载具，还包括激光雷达，激光雷达可实现在二维平面的6米半径范围内进行360度全方位的激光测距扫描，并产生所在空间的平面点云地图信息。

5.根据权利要求4所述的一种安防巡检无人载具，其特征在于：所述激光雷达采用激光三角测距技术，激光雷达将发射经过调制的红外激光信号，该激光信号在照射到目标物体后产生的反光将被激光雷达的视觉采集系统接受，经过嵌入在激光雷达内部的DSP处理器实时解算，被照射到的目标物体与激光雷达的距离值以及当前的夹角信息将从通讯接口中。

6.根据权利要求5所述的一种安防巡检无人载具，其特征在于：所述安防巡检无人载具，还包括GNSS卫星定位模块，GNSS卫星定位模块同时接收北斗或GPS定位信号进行融合定位以提升定位的精度和可靠性，且在进行飞控软件位置解析的过程中，优先读取北斗获取的误差因数再调用GPS提供的位置信息或卫星状态信息。