一种基于镜面反射的无人机避障雷达的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种无人机避障雷达装置，具体设计一种结构设计合理，基于镜面反射的无人机避障碍的360度全景扫描雷达。
【背景技术】
[0002]现有的无人机避障碍，一般采用视觉，超声波或者激光。采用视觉方案在光线较暗的时候会出现识别下降，遇到下雪，下雨，大雾等不良天气也会很容易出现识别错误。采用超声波避障系统能探测到的距离很短，不能满足室外无人机避障的需求。采用激光成本高昂，且遇到恶劣天气仍然会出现识别准确率下降的问题。而采用毫米波雷达避障克服了以上的缺点，可以穿透恶劣天气，探测距离长，成本低。
[0003]传统技术要想用雷达进行360度全景扫描，有两种方案:I，雷达自身进行360度扫描；2，采用相控阵雷达，设计多个天线与雷达收发模块，通过相位变化进行扫描。第一种方案需要复杂的电机设备，不适用于小型无人机。第二种方案需要多个雷达收发模块，极大的增加了成本。
[0004]因此，很有必要在现有技术的基础之上设计研发一种结构设计合理，成本低，能应用于小型无人机避障碍的360度全景扫描雷达装置。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明的目的是为了提供一种结构设计合理，成本低，能应用于小型无人机避障碍的360度全景扫描雷达装置。
[0006]技术方案:为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]—种基于镜面反射的无人机避障雷达，它包括雷达外壳，安装在雷达外壳底侧内部的毫米波雷达前端和基带处理电路，安装在毫米波雷达前端和基带处理电路上方的毫米波雷达透镜，安装在毫米波雷达透镜上方的旋转镜面，旋转镜面与电机相连。
[0008]作为优选方案，以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的毫米波雷达透镜I个或2个。
[0009]作为优选方案，以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的旋转镜面与水平方向呈45角度。
[0010]作为优选方案，以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的毫米波雷达前端和基带处理电路包括毫米波前端电路和天线，与毫米波前端电路和天线相连的中频滤波放大模块，与中频滤波放大模块相连的模拟数字转换模块，与模拟数字转换模块相连的数字信号处理模块。
[0011]作为优选方案，以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的电机安装在雷达外壳的顶部。
[0012]本发明提供的基于镜面反射的无人机避障雷达，由毫米波雷达前端电路驱动天线向上垂直发出的毫米波，经过毫米波雷达透镜的聚焦后，入射到旋转镜面。经过一次镜面反射后，电磁波由垂直向上变为水平方向，其的出射角度取决于旋转镜面当前的位置。通过电机的转动带动旋转镜面不停的旋转，从而将垂直入射的毫米波变为360度发射的水平方面的毫米波。同时，外界障碍物反射回来的毫米波，通过旋转镜面再次进行反射，被毫米波雷达透镜聚焦后被毫米波雷达天线和前端电路接收，并进行处理。如此，则无人机周围360度的环境被构建出来，如果遇到障碍物，可以测量障碍物距离无人机的角度，位置及相对速度，为无人机提供避障功能。
[0013]有益效果:本发明提供的一种基于镜面反射的无人机避障雷达和现有技术相比具有以下优点:
[0014]本发明提供的新型的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，结构设计合理，成本低，可应用于小型无人机。本发明利用毫米波波束聚集的优点，通过旋转透镜，而不是雷达自身来实现360度检测，从而可简化电机结构。相比于相控阵雷达，本发明只需要一个雷达收发模块，成本大幅度下降。
[0015]本发明，不仅仅适用于无人机的避障系统，还可用于机器人、吸尘器等等需要机器进行实时对周围环境进行2D，3D建模的情形。
【附图说明】
[0016]图1为本发明所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达的结构示意图。
[0017]图2为本发明中毫米波雷达前端和基带处理电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0019]如图1和图2所示，一种基于镜面反射的无人机避障雷达，它包括雷达外壳(I)，安装在雷达外壳(I)底侧内部的毫米波雷达前端和基带处理电路(2)，安装在毫米波雷达前端和基带处理电路(2)上方的毫米波雷达透镜(3)，安装在毫米波雷达透镜(3)上方的旋转镜面(4)，旋转镜面⑷与电机(5)相连，电机(5)安装在雷达外壳⑴的顶部。
[0020]以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的毫米波雷达透镜(3)为I个或2个。
[0021]以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的旋转镜面(4)与水平方向呈45角度。
[0022]以上所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，所述的毫米波雷达前端和基带处理电路(2)包括毫米波前端电路和天线，与毫米波前端电路和天线相连的中频滤波放大模块(2-1)，与中频滤波放大模块(2-1)相连的模拟数字转换模块(2-2)，与模拟数字转换模块(2-2)相连的数字信号处理模块(2-3)。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于镜面反射的无人机避障雷达，其特征在于，它包括雷达外壳(I)，安装在雷达外壳(I)底侧内部的毫米波雷达前端和基带处理电路(2)，安装在毫米波雷达前端和基带处理电路(2)上方的毫米波雷达透镜(3)，安装在毫米波雷达透镜(3)上方的旋转镜面(4)，旋转镜面⑷与电机(5)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，其特征在于，所述的毫米波雷达透镜(3)为I个或2个。3.根据权利要求1所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，其特征在于，所述的旋转镜面(4)与水平方向呈45角度。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，其特征在于，所述的毫米波雷达前端和基带处理电路(2)包括毫米波前端电路和天线，与毫米波前端电路和天线相连的中频滤波放大模块(2-1)，与中频滤波放大模块(2-1)相连的模拟数字转换模块(2-2)，与模拟数字转换模块(2-2)相连的数字信号处理模块(2-3)。5.根据权利要求4所述的一种基于镜面反射的无人机避障雷达，其特征在于，所述的电机(5)安装在雷达外壳(I)的顶部。
【专利摘要】本发明公开了一种基于镜面反射的无人机避障雷达，它包括雷达外壳(1)，安装在雷达外壳(1)底侧内部的毫米波雷达前端和基带处理电路(2)，安装在毫米波雷达前端和基带处理电路(2)上方的毫米波雷达透镜(3)，安装在毫米波雷达透镜(3)上方的旋转镜面(4)，旋转镜面(4)与电机(5)相连。本发明提供的无人机避障雷达，结构设计合理，成本低，可应用于小型无人机。本发明利用毫米波波束聚集的优点，通过旋转透镜，而不是雷达自身来实现360度检测，从而可简化电机结构，相比于相位雷达，本发明只需要一个雷达收发模块，成本大幅度下降，应用性强。
【IPC分类】G01S13/93, G01S7/35
【公开号】CN105334515
【申请号】CN201510830459
【发明人】袁帅, 刘天一
【申请人】袁帅
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月25日