一种无人平台障碍避障系统的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人平台障碍避障系统。

背景技术：

传统的无人机在实现避障过程中，都是基于飞行控制器来接收避障传感器的信号，这使得在避障过程中需要占用飞行控制器较大的硬件资源，使飞行控制器的稳定性受到影响。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种无人平台障碍避障系统，提高无人平台的稳定性和可扩展性。

本实用新型提供了一种无人平台障碍避障系统，所述系统包括：

搭载于无人平台上的飞行控制器、机载计算机和避障雷达，所述避障雷达与所述机载计算机通信连接，所述机载计算机与所述飞行控制器双向通信连接。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上的稳定云台，所述避障雷达搭载在所述稳定云台上。

作为本实用新型进一步的改进，所述无人平台采用多旋翼无人机。

作为本实用新型进一步的改进，所述避障雷达采用激光雷达。

作为本实用新型进一步的改进，所述避障雷达采用毫米波雷达。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器连接的电机。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器通信连接的gnss接收机。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器双向通信连接的数传电台。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上的电源模块。

作为本实用新型进一步的改进，所述系统还包括搭载于所述无人平台上并与所述电源模块连接的电池。

本实用新型的有益效果为：通过机载计算机接收避障雷达的传感数据，机载计算机的运行情况不会直接影响飞行安全，飞行控制器仅用于下发飞行控制命令，飞行控制器的任务逻辑简单可靠，这样既保证了无人平台的飞行可靠性，又可以利用更加强大的硬件平台完成复杂多变的任务。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的一种无人平台障碍避障系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型的描述中，所用术语仅用于说明目的，并非旨在限制本实用新型的范围。术语“包括”和/或“包含”用于指定所述元件、步骤、操作和/或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他元件、步骤、操作和/或组件的情况。术语“第一”、“第二”等可能用于描述各种元件，不代表顺序，且不对这些元件起限定作用。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个及两个以上。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。结合以下附图，这些和/或其他方面变得显而易见，并且，本领域普通技术人员更容易理解关于本实用新型所述实施例的说明。附图仅出于说明的目的用来描绘本实用新型所述实施例。本领域技术人员将很容易地从以下说明中认识到，在不背离本实用新型所述原理的情况下，可以采用本实用新型所示结构和方法的替代实施例。

本实用新型实施例所述的一种无人平台障碍避障系统，如图1所示，所述系统包括：

搭载于无人平台上的飞行控制器、机载计算机和避障雷达，所述避障雷达与所述机载计算机通信连接，所述机载计算机与所述飞行控制器双向通信连接。

由于雷达数据占用硬件资源较大，如果通过飞行控制器来接收雷达数据，会对飞行控制器的稳定性带来不利影响。通过机载计算机接收避障雷达的传感数据，机载计算机的运行情况不会直接影响飞行安全，飞行控制器仅用于下发飞行控制命令，飞行控制器的任务逻辑简单可靠，这样既保证了无人平台的飞行可靠性，又可以利用更加强大的硬件平台完成复杂多变的任务。

在一种可选的实施方式中，所述无人平台采用多旋翼无人机。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括搭载于所述无人平台上的稳定云台，所述避障雷达搭载在所述稳定云台上。所述稳定云台可以使所述避障雷达在俯仰方向的视场小于等于5度。

无人机在飞行时机体的姿态实时变化，向前飞时需要维持稳定的飞行速度(例如5～10m/s)，需要保持10度左右的俯仰角(低头)，而无人机在悬停和刹车时俯仰角会减小甚至会变为抬头状态，俯仰角变化范围可以达到20～30度。然而避障雷达俯仰方向的视场一般都小于等于5度，这是为了避免在避障时误将地面识别为避障物。通过稳定云台，将避障雷达搭载在所述稳定云台上，避免飞机将地面误探测为障碍物或丢失障碍物信息，确保避障雷达前向指向与无人机相同，且同时维持避障雷达自身的俯仰方向稳定，确保避障雷达对障碍物目标具备稳定的探测精度。

在一种可选的实施方式中，所述避障雷达采用激光雷达。

在一种可选的实施方式中，所述避障雷达采用毫米波雷达。

无人平台在避障实现中，除了无人平台本身具备较高的位置精度和良好的可控性能之外，还需要无人平台具备高精度的障碍物探测能力和高效率的规避飞行能力。避障雷达例如可以为超声波雷达、红外雷达、激光雷达、毫米波雷达或视觉图像传感器。优选采用激光雷达或毫米波雷达，具备较远的探测距离，可以同时探测多个目标，通过探测到的障碍物的分布情况判断无障碍物区间，以使无人机能根据障碍物信息进行绕飞。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括：电机，搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器连接。所述电机接收所述飞行控制器发送的控制指令，对所述无人平台进行飞行控制，以使所述无人平台按照所述规划好的路径进行飞行。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括：gnss接收机，搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器通信连接。通过所述gnss接收机为所述无人平台提供进行路径规划的导航数据。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括：数传电台，搭载于所述无人平台上并与所述飞行控制器双向通信连接。通过数传电台提供无线传输信号，以使所述飞行控制器与地面控制系统通信。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括：电源模块，搭载于所述无人平台上。通过所述电源模块为所述飞行控制器供电。

在一种可选的实施方式中，所述系统还包括：电池，搭载于所述无人平台上并与所述电源模块连接。通过所述电池为所述电源模块供电。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域普通技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本领域技术人员应理解，尽管已经参考示例性实施例描述了本实用新型，但是在不脱离本实用新型的范围的情况下，可进行各种改变并可用等同物替换其元件。另外，在不脱离本实用新型的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本实用新型的教导。因此，本实用新型不限于所公开的特定实施例，而是本实用新型将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。