[发明专利]一种无人机避障装置及无人机

说明书

本发明公开了一种无人机的避障装置，包括环境感知单元、姿态采集单元、数据处理单元、控制单元以及避障单元，环境感知单元安装在一无人机机体上，用于获取无人机机体周围环境的点云数据，包括，第一激光雷达和二轴单元，第一激光雷达具有相对其自身周向360度的线性扫描范围，并形成第一激光雷达的扫描平面，二轴单元用于改变第一激光雷达的扫描平面在三维空间内的空间旋转角度，使第一激光雷达获得三维空间内的扫描数据。本发明结构简单，仅需要控制两个旋转轴即可将360激光雷达的扫描范围由二维提升到三维，对控制单元硬件的要求较低，节省了避障装置的成本。同时体积较小，有效减少了避障装置本身对第一激光雷达传感器探测视野的遮挡范围。

技术领域

本发明涉及巡检技术领域，尤其是涉及一种无人机避障装置及无人机。

背景技术

目前执行对智慧工地等大环境精细化巡检作业的无人机，较为常见的是搭载单个激光雷达进行飞行，但在监测时仅能单角度、单方位观察工地，难免存在视角盲点导致漏检，无法很好的识别出智慧工地等复杂环境中存在的飞行障碍物，为了减少无人机扫描视角的盲点，使无人机合理的躲避飞行过程中的障碍物，目前有两种方案，

一种方案，通过多个的激光雷达传感器，分别安装在无人机机体的多个方位，实现激光雷达扫描视野的全覆盖(除无人机机体本身)，使无人机在巡检过程中，合理且有效的避障。

通过增加多个激光雷达传感器存在一下问题：一是会增加无人机的重量，不利于无人机的飞行，二是会增加无人机的成本，三是多个激光雷达传感器进行扫描数据融合时，数据处理系统处理的数据量较大，且每一个激光雷达传感器在进行坐标转化过程中存在误差，影响扫描数据的精度。

另一种方案，采用单个激光传感器配合三轴转动机构，来减少激光雷达的扫描视角的盲点，如中国专利号CN 112526530 A，申请公布日2021.03.19，专利名称《一种无人机避障方法及无人机》，该专利通过在无人机本体上设置机载控制器、转动机构和单线激光雷达，利用机载控制器驱动单线激光雷达相对无人机进行周期转动并扫描，利用单线激光雷达实现了三维扫描测距避障功能。该专利虽然实现了单个激光雷达扫描的视野的全覆盖(除无人机机体本身)，但是三轴转动机构配合单线激光雷达存在以下问题：

1.三轴转动机构结构复杂、成本较高，三轴联动调试难度较大。

2.三轴转动机构体积相对庞大，增加了三轴转动结构本身对激光雷达传感器的探测视野的遮挡范围。

所以有必要提出一种新的方案，对现有技术存在的问题进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种无人机的避障装置及无人机，通过360度线性激光雷达与二轴单元的结合，控制所述二轴机构的转动角度使360度线性激光雷达的扫描空间由二维提升到三维，提升了无人机空间探测能力以及对障碍物扫描的能力，增加了对环境的适应性，由于本发明结构简单，有效避障的同时节约了无人机巡检成本。

根据本发明目的公开了一种无人机的避障装置，包括：

环境感知单元，安装在一无人机机体上，用于获取所述无人机机体周围环境的点云数据，包括，

第一激光雷达，所述第一激光雷达具有相对其自身周向360度的线性扫描范围，并形成所述第一激光雷达的扫描平面，

二轴单元，用于改变所述第一激光雷达的扫描平面在三维空间内的空间旋转角度，使所述第一激光雷达获得三维空间内的扫描数据，所述二轴单元包括，

第一摆动机构，所述第一摆动机构与所述第一激光雷达相连接，所述摆动机构具有第一旋转轴线，所述第一摆动机构带动所述第一激光雷达绕所述第一旋转轴在第一平面内旋转，使所述第一激光雷达旋转至第一空间角度，