一种避障无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种避障无人机。


背景技术：

2.随着无人机行业的迅速发展，无人机越来越多地被应用于如航拍摄影、电力巡检、环境检测、森林防火、灾情巡查、防恐救生、军事侦察等众多领域。随着无人机数量越来越多,应用越发广泛，无人机的飞行安全受到越来越大的关注，其中无人机的飞行安全事故中有较大比例是由于与障碍物相撞导致的,因此无人机的避障飞行性能成为影响无人机飞行安全的一大重要因素。
3.目前无人机一般通过安装摄像头，通过将图像信号传输给操纵者，操纵者通过图像对其进行操控。但是在实际操作中，图像的传输可能由于信号干扰存在延迟，能否及时操控无人机避障和操纵者的反应能力也有很大的关系，即使安装了摄像头无人机也依然存在很大的碰撞风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种避障无人机，其通过在无线通信单元设置抗干扰单元，保证信号传输的稳定性和实时性，通过设置自动控制单元操控无人机自动避障，提高无人机的避障能力，保证无人机飞行的安全性。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种避障无人机，包括无人机本体、手持控制器、信息平台、无线通信单元，所述无人机本体、手持控制器以及信息平台两两之间通过无线通信单元实现信号闭环传输，且所述无线通信单元内设有抗干扰单元；所述无人机本体上设有驱动单元、避障单元、导航定位单元，所述手持控制器包括手动控制单元和自动控制单元，所述信息平台包括依次信号连接的信息采集单元、三维建模单元、信息分析单元；所述避障单元和导航定位单元通过无线通信单元连接信息采集单元，所述信息分析单元通过无线通信单元连接自动控制单元，所述手动控制单元和自动控制单元分别通过无线通信单元连接驱动单元。
7.通过采用上述技术方案，无线通信单元负责无人机本体、手持控制器以及信息平台之间的信号传输，在无线通信单元内设置抗干扰单元，避免在无人机飞行过程中遭遇信号干扰导致信号传输延迟，影响操纵者对无人机的避障操作。避障单元采集无人机飞行所处的环境信息，导航定位单元采集无人机飞行位置，通过无线通信单元将环境信息和位置信息传输到信息采集单元，信息采集单元对信息进行有效提取后传输到三维建模单元，对无人机所处飞行位置及环境进行三维建模，然后将相关信息传输到信息分析单元，分析无人机与障碍物之间的距离，判断无人机是否需要避障。若需要避障，信息分析单元直接将避障信息传输到自动控制单元，自动控制单元通过无线通信单元直接控制驱动单元，驱动单元驱动无人机避障飞行，无需操纵者操纵手动控制单元，即可操纵无人机实现自动避障，保证无人机飞行的安全性。
8.进一步地，所述信息平台还包括与信息分析单元连接的自处理单元，所述自处理单元和自动控制单元之间通过无线通信单元连接；所述手持控制器还包括与自处理单元联动的控制选择单元，所述手动控制单元和自动控制单元均与控制选择单元连接，且所述控制选择单元通过无线通信单元与驱动单元连接。
9.通过采用上述技术方案，无人机没有遇到障碍时，控制选择单元选择手动控制单元的控制模式，将操纵者的操作信息通过无线通信单元传输到驱动单元，控制驱动单元驱动无人机按照操纵进行飞行。当信息分析单元根据三维建模单元的建模信息分析出无人机需要进行避障时，将相关避障信息传输到自处理单元，自处理单元结合避障信息给出无人机避障的动作指令，并通过无线通信单元将相关指令传输到自动控制单元，自动控制单元工作时，控制选择单元自动选择自动控制单元的控制模式，将自动控制单元的避障控制信息通过无线通信单元传输到驱动单元，控制驱动单元驱动无人机按照避障指令自动进行避障。上述结构简单，可以避免操纵者动作延迟导致的避障不及时，提高无人机避障的实时性，进而提高无人机飞行的安全性。
10.进一步地，所述驱动单元包括分控单元、升降单元、进退单元、左右移动单元以及旋转单元，所述分控单元通过无线通信单元与控制选择单元连接，并与升降单元、进退单元、左右移动单元和旋转单元分别控制连接。
11.通过采用上述技术方案，控制选择单元将手动控制单元或自动控制单元的控制信息传输到分控单元，分控单元将对应的控制信息在三维空间内进行分解，并分别传输到对应的升降单元、进退单元、左右移动单元和旋转单元，使其进行对应的升降控制、前进后退控制、左右移动控制和旋转控制。这样对控制命令进行分解，提高无人机在三维空间内位置调整的迅速性，加快飞行或避障速度。
12.进一步地，所述避障单元包括超声波传感单元、激光雷达单元、红外成像单元、全景摄像头，所述超声波传感单元、激光雷达单元、红外成像单元、全景摄像头均分别通过无线通信单元连接信息采集单元。
13.通过采用上述技术方案，超声波传感单元对无人机周围的障碍物进行测距，激光雷达对无人机周围的障碍物进行3d扫描，红外成像单元用于无人机采集目标图像信息，全景摄像头用于无人机采取目标视频信息，同时红外成像单元和全景摄像头可以辅助激光雷达单元更准确地采集无人机周围的障碍物信息，提高三维建模单元对无人机所处环境的建模准确性。
14.进一步地，所述超声波传感单元和激光雷达单元均分别包括多个传感器，且所述传感器分别设置在无人机本体的各个机翼上。
15.通过采用上述技术方案，超声波传感单元和激光雷达单元利用传感器实现测距和3d扫描，其中无人机本体的各个机翼上都设有传感器，这样可以对无人机本体周围进行全方位检测扫描，保证对无人机所处位置环境信息采集的准确性，提高无人机避障能力。
16.进一步地，所述红外成像单元和全景摄像头均至少设有分别位于无人机本体上方和下方的两个。
17.通过采用上述技术方案，无人机本体上方和下方均设有红外成像单元和全景摄像头，保证无人机可以全方位采集图像和视频信息，提高无人机使用能力，提高避障单元避障信息采集的全面性。
18.进一步地，所述信息平台内还设有标记单元和记忆单元，所述信息分析单元、标记单元和记忆单元依次单向通信连接，所述记忆单元通过无线通信单元与自动控制单元连接。
19.通过采用上述技术方案，信息分析单元将其对无人机飞行路线上的障碍物信息分析结果传输到标记单元，标记单元对该飞行路线上的障碍物位置信息进行标记，并传输到记忆单元进行储存记忆。无人机下一次按照原飞行路线进行飞行时，可直接从记忆单元调取路线信息，直接利用自动控制单元对无人机进行自动控制，操纵者无需再进行手动操纵利用手动控制单元控制无人机飞行，方便省事。
20.进一步地，所述信息分析单元连接有报警单元，所述报警单元为光电报警、语音报警中的一种或多种。
21.通过采用上述技术方案，信息分析单元分析出无人机需要避障时，在自动控制单元控制无人机自动避障的同时，报警单元发出警报，提醒操纵者观察判断。其中，报警单元为光电报警、语音报警中的一种或多种，可满足不同情况下的报警需求。
22.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
23.1、通过在无线通信单元设置抗干扰单元，避免在无人机飞行过程中遭遇信号干扰导致信号传输延迟，影响操纵者对无人机的避障操作；
24.2、通过在信息平台内设置信息采集单元、三维建模单元、信息分析单元，在手持控制器内设置自动控制单元，信息分析单元分析出需要避障时，信息分析单元直接将避障信息传输到自动控制单元，自动控制单元通过无线通信单元直接控制驱动单元，驱动单元驱动无人机避障飞行，无需操纵者操纵手动控制单元，即可操纵无人机实现自动避障，保证无人机飞行的安全性。
附图说明
25.图1是一种避障无人机的整体结构示意图。
26.图中，1、无人机本体；11、驱动单元；111、分控单元；112、升降单元；113、进退单元；114、左右移动单元；115、旋转单元；12、避障单元；121、超声波传感单元；122、激光雷达单元；123、红外成像单元；124、全景摄像头；125、传感器；13、导航定位单元；2、手持控制器；21、手动控制单元；22、自动控制单元；23、控制选择单元；3、信息平台；31、信息采集单元；32、三维建模单元；33、信息分析单元；34、自处理单元；35、标记单元；36、记忆单元；37、报警单元；371、光电报警；372、语音报警；4、无线通信单元；41、抗干扰单元。
具体实施方式
27.以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.一种避障无人机，如图1所示，包括无人机本体1、手持控制器2、信息平台3以及无线通信单元4，手持控制器2通过无线通信单元4将控制命令传递给无人机本体1，使无人机本体1按照控制指令进行飞行工作；无人机本体1将采集的相关信息通过无线通信单元4传输回信息平台3，供信息平台3进行分析，以便给出控制指令；信息平台3按照分析结果给出控制指令，并通过无线通信单元4将控制指令传输到手持控制器2。这样无人机本体1、手持
控制器2以及信息平台3两两之间通过无线通信单元4实现信号闭环传输。
29.如图1所示，在无线通信单元4内设有抗干扰单元41，利用抗干扰单元41实现信号传输的抗干扰，保证无人机飞行过程中信号或信息传输的实时性和准确性，避免信号传输的延时导致操纵者对无人机的准确操纵。
30.如图1所示，在本实施例中，无人机本体1上设有驱动无人机飞行驱动单元11、采集障碍信息的避障单元12、无人机飞行进行导航并对无人机进行定位的导航定位单元13。手持控制器2包括手动控制单元21、自动控制单元22以及控制选择单元23，手动控制单元21和自动控制单元22均与控制选择单元23连接，控制选择单元23在手动控制单元21和自动控制单元22中二选一对无人机本体1进行控制。信息平台3包括依次信号连接的信息采集单元31、三维建模单元32、信息分析单元33和自处理单元34。
31.如图1所示，避障单元12和导航定位单元13通过无线通信单元4连接信息采集单元31，自处理单元34通过无线通信单元4连接自动控制单元22，控制选择单元23通过无线通信单元4连接驱动单元11。避障单元12采集无人机飞行所处的环境信息，导航定位单元13采集无人机飞行的具体位置，无心通信单元将采集的环境信息和位置信息传输到信息平台3的信息采集单元31，信息采集单元31对信息进行有效提取后传输到单位建模单元，三维建模单元32根据相关信息对无人机所处飞行位置与环境进行三维建模，并将相关结果传输到信息分析单元33，信息分析单元33分析无人机与障碍物之间的距离，判断无人机是否需要避障。
32.如图1所示，如无人机需要避障，信息分析单元33将相关分析结果传输到自处理单元34，自处理单元34迅速给出无人机避障的具体动作指令，并通过无线通信单元4将具体动作指令传输到自动控制单元22，此时控制选择单元23联动选择自动控制模式，将具体避障动作指令通过无线通信单元4传输给无人机本体1中的驱动单元11，驱动单元11控制无人机自动进行精准避障。
33.如图1所示，其中，信息分析单元33还信号连接有报警单元37，且报警单元37为光电报警371和语音报警372，当信息分析单元33分析出无人机需要避障时，在自处理单元34反馈信号使自动控制单元22控制无人机自动避障的同时，报警单元37发出警报，提醒操纵者观察判断。
34.如图1所示，另外，信息平台3内还设有标记单元35和记忆单元36，信息分析单元33、标记单元35和记忆单元36依次单向通信连接，记忆单元36通过无线通信单元4与自动控制单元22连接。信息分析单元33将其对无人机飞行路线上的障碍物信息分析结果传输到标记单元35，标记单元35对该飞行路线上的障碍物位置信息进行标记，并传输到记忆单元36进行储存记忆。无人机下一次按照原飞行路线进行飞行时，可直接从记忆单元36调取路线信息，直接利用自动控制单元22对无人机进行自动控制，操纵者无需再进行手动操纵，利用手动控制单元21控制无人机飞行，方便省事。
35.如图1所示，在本实施例中，驱动单元11包括分控单元111、升降单元112、进退单元113、左右移动单元114以及旋转单元115，控制选择单元23通过无线通信单元4与分控单元111连接，分控单元111和升降单元112、进退单元113、左右移动单元114和旋转单元115分别控制连接。控制选择单元23将手动控制单元21或自动控制单元22的控制信息传输到分控单元111，分控单元111将对应的控制信息在三维空间内进行分解，并分别传输到对应的升降
单元112、进退单元113、左右移动单元114和旋转单元115，使其进行对应的升降控制、前进后退控制、左右移动控制和旋转控制。这样对控制命令进行分解，提高无人机在三维空间内位置调整的迅速性，加快无人机的飞行或避障速度。
36.如图1所示，避障单元12具体包括对障碍物进行测距的超声波传感单元121、对障碍物进行3d扫描的激光雷达单元122、用于红外成像的红外成像单元123以及用于采集视频信息的全景摄像头124，且超声波传感单元121、激光雷达单元122、红外成像单元123、全景摄像头124均分别通过无线通信单元4连接信息采集单元31。在本实施例中，无人机本体1上设有四个机翼，超声波传感单元121和激光雷达单元122均分别包括四个超声波传感器125和激光雷达传感器125，每个机翼外端部均分别设有一个超声波传感器125和一个激光雷达传感器125。另外，无人机本体1的上端和下端均分别设有一个红外成像单元123和一个全景摄像头124。这样可以全方面扫描采集无人机周围的环境信息，提高对障碍物信息采集的准确性和及时性，提高无人机的避障能力。
37.上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。