一種采用激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可用于多軸旋翼無(wú)人機(jī)在狹小空間的起降以及低空高精度的精確定位。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)的多軸旋翼無(wú)人機(jī)正處于迅速發(fā)展期，這種多軸旋翼無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。隨之而來(lái)，人們對(duì)于旋翼無(wú)人機(jī)的精確定位和在狹小空間的安全起降有著極大的需求，目前的主流方式是通過(guò)gps、光流和聲吶等傳感器進(jìn)行精確定位，但是依舊達(dá)不到高的精度要求。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)四旋翼無(wú)人機(jī)的精確定位以及安全起降。這種系統(tǒng)，可以通過(guò)激光發(fā)射裝置發(fā)射出垂直于地面的穩(wěn)定光路，繼而旋翼無(wú)人機(jī)就會(huì)沿著此光路向著固定的方向飛行，從而令旋翼無(wú)人機(jī)具有低空精確定位和在狹小空間起飛降落的能力，大大拓展的旋翼無(wú)人機(jī)的使用空間，具有很大的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供四旋翼無(wú)人機(jī)定位和起降的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的精確低空定位以及在狹小空間穩(wěn)定起降的功能。
[0005]本發(fā)明的目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是這樣實(shí)現(xiàn)的，以旋翼無(wú)人機(jī)在狹小空間的起降為例，首先需要使用者在地面上搭建一個(gè)激光發(fā)射模塊，產(chǎn)生一束垂直向上的激光束。然后將無(wú)人機(jī)的傳感器接收板的中心位置，置于激光發(fā)射器產(chǎn)生的光束上，接下來(lái)再啟動(dòng)旋翼無(wú)人機(jī)的自動(dòng)起飛程序。傳感器板上的激光接收裝置在收到激光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的一系列信號(hào)，在起飛過(guò)程中，該系列信號(hào)會(huì)傳輸至傳感器板上的感應(yīng)信號(hào)處理模塊，而后感應(yīng)信號(hào)處理模塊會(huì)將接收到的信號(hào)，編譯成旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制器可以識(shí)別的位置信號(hào)。最后飛行控制器會(huì)通過(guò)接收到的位置信號(hào)，對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)做出微調(diào)，從而保持無(wú)人機(jī)的精確起飛過(guò)程。這一發(fā)明的特征還在于:
1、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用激光定位技術(shù)的旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位裝置設(shè)計(jì)，其特征在于:將激光發(fā)射模塊、單一激光接收模塊、感應(yīng)信號(hào)處理模塊、設(shè)計(jì)成一個(gè)整體的可以發(fā)送并接收信號(hào)的結(jié)構(gòu)，使用更加簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高了旋翼無(wú)人機(jī)的位姿控制精度。
[0006]2、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用激光定位技術(shù)的旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位裝置設(shè)計(jì)，其特征在于:地面在狹小和低空的環(huán)境下，可以通過(guò)地面人為發(fā)射的激光束，控制提高無(wú)人機(jī)的飛行精度，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的低空定位以及狹小空間的飛行起降。
[0007]
本發(fā)明具有以下有益效果:
該裝置的設(shè)計(jì)可用于四旋翼無(wú)人機(jī)的精確定位和起降。實(shí)現(xiàn)精確的低空定位和狹小空間自動(dòng)起降。
[0008]
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是四旋翼無(wú)人機(jī)定位和起降裝置總體系統(tǒng)框圖。
[0010]圖2是四旋翼無(wú)人機(jī)定位和起降裝置的主視圖。
[0011 ]圖3是傳感器接收面板的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
參見(jiàn)圖1，總體系統(tǒng)框圖包括:激光發(fā)射模塊(2)，激光接收面板(1)、感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)、信號(hào)傳輸模塊(4)、四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制模塊(9)、電子調(diào)速器(10)、電子調(diào)速器
[11]、無(wú)刷電機(jī)(14)和無(wú)刷電機(jī)(15)。
[0013]參見(jiàn)圖2，四旋翼無(wú)人機(jī)定位和起降裝置的主視圖包括:激光射模塊(2)、激光接收面板(I)、四旋翼機(jī)架(18)。
[0014]參見(jiàn)圖3，四旋翼機(jī)架(18)下方懸掛的傳感器接收面板(I)包括:單一激光傳感器接收模塊(5)、感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)、PCB板(6)、電池I (7)、信號(hào)傳輸模塊。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:
在執(zhí)行自動(dòng)起降的程序過(guò)程中，激光發(fā)射模塊(2)會(huì)持續(xù)發(fā)射激光光束照射在固定于四旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)架(18)底部的激光接收面板(I)上，激光接收面板由16個(gè)單一激光接收模塊(5 )構(gòu)成，由PCB板(6 )上的感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3 )供電驅(qū)動(dòng)，在受到激光照射時(shí)單一激光接收模塊(5)會(huì)在信號(hào)發(fā)射端發(fā)出高電平。由PCB板(6)上印刷完畢的電路將信號(hào)傳輸?shù)礁袘?yīng)信號(hào)處理模塊(3)的端口。而后，由感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)處理完畢之后，即可得到相應(yīng)的四旋翼無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置信息以及相應(yīng)需要作出的位姿調(diào)整參數(shù)，再通過(guò)信號(hào)傳輸模塊
(3)將調(diào)整參數(shù)信息傳送到四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行控制模塊(9)。四旋翼飛行控制模塊(9)在接收到位姿調(diào)整參數(shù)之后會(huì)將參數(shù)發(fā)送到相應(yīng)的電子調(diào)速器1(10)、電子調(diào)速器2(11)、電子調(diào)速器3(12)和電子調(diào)速器4(13)上，從而控制無(wú)刷電機(jī)1(14)、無(wú)刷電機(jī)2(15)、無(wú)刷電機(jī)3(16)和無(wú)刷電機(jī)4(17)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)四旋翼無(wú)人機(jī)在起飛時(shí)的位姿微調(diào)。以此作為四旋翼無(wú)人機(jī)的起降和定位系統(tǒng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位系統(tǒng)，其特征包括:激光接收面板(1)、激光發(fā)射模塊(2)、感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)、信號(hào)傳輸模塊(4)、單一激光接收模塊(5)、PCB板(6)、電池I (7)、電池2(8)、旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制模塊(9)、電子調(diào)速器(10)、電子調(diào)速器2(11)、電子調(diào)速器3(12)、電子調(diào)速器4(13)、無(wú)刷電機(jī)I (14)、無(wú)刷電機(jī)2(15)、無(wú)刷電機(jī)3(16)、無(wú)刷電機(jī)4(17)、四旋翼機(jī)架(18)、電池3(19); 在執(zhí)行自動(dòng)起降的程序過(guò)程中，激光發(fā)射模塊(2)會(huì)持續(xù)發(fā)射激光光束照射在固定于四旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)架(18)底部的激光接收面板(I)上，激光接收面板由16個(gè)單一激光接收模塊(5 )構(gòu)成，由PCB板(6 )上的感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3 )供電驅(qū)動(dòng)，在受到激光照射時(shí)單一激光接收模塊(5)會(huì)在信號(hào)發(fā)射端發(fā)出高電平；由PCB板(6)上印刷完畢的電路將信號(hào)傳輸?shù)礁袘?yīng)信號(hào)處理模塊(3)的端口；而后，由感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)處理完畢之后，即可得到相應(yīng)的四旋翼無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置信息以及相應(yīng)需要作出的位姿調(diào)整參數(shù)，再通過(guò)信號(hào)傳輸模塊(3)將調(diào)整參數(shù)信息傳送到四旋翼無(wú)人機(jī)的飛行控制模塊(9);四旋翼飛行控制模塊(9)在接收到位姿調(diào)整參數(shù)之后會(huì)將參數(shù)發(fā)送到相應(yīng)的電子調(diào)速器1(10)、電子調(diào)速器(11)、電子調(diào)速器3(12)和電子調(diào)速器4(13)上，從而控制無(wú)刷電機(jī)1(14)、無(wú)刷電機(jī)2(15)、無(wú)刷電機(jī)3(16)和無(wú)刷電機(jī)4(17)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)四旋翼無(wú)人機(jī)在起飛時(shí)的位姿微調(diào)；以此作為四旋翼無(wú)人機(jī)的起降和定位輔助系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征在于:將單一的激光接收模塊按照一定的規(guī)律間隔(此處為4*4)組合安裝在PCB板上，而后通過(guò)分析接收到激光發(fā)射裝置發(fā)射出的激光束，在感應(yīng)信號(hào)處理模塊(3)得到位置姿態(tài)信息以及相應(yīng)所需的位姿調(diào)整參數(shù)，最后發(fā)送到四旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制模塊(9)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位以及起降及定位。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種采用激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該裝置由激光接收面板、激光發(fā)射模塊、感應(yīng)信號(hào)處理模塊、信號(hào)傳輸模塊、單一激光接收模塊、PCB板、電池、旋翼無(wú)人機(jī)飛行控制器、電子調(diào)速器、無(wú)刷電機(jī)、四旋翼機(jī)架構(gòu)成。在程序執(zhí)行過(guò)程中，激光會(huì)持續(xù)照射激光接接收面板，其上單一激光接收模塊會(huì)輸出高電平，經(jīng)信號(hào)處理模塊后，即可得到無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)位置信息以及相應(yīng)的位姿調(diào)整參數(shù)。四旋翼飛行控制模塊在接收到位姿調(diào)整參數(shù)之后會(huì)將參數(shù)發(fā)送到相應(yīng)的四個(gè)電子調(diào)速器上，從而控制飛行棋位置姿態(tài)。該激光定位技術(shù)的四旋翼無(wú)人機(jī)起降及定位裝置可以令飛機(jī)執(zhí)行低空精確定位和狹小空間精確起降的任務(wù)。
【IPC分類】G01C21/00, B64D45/08, G05D1/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105711847
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610138727
【發(fā)明人】李志剛, 王業(yè)楷, 邱良平
【申請(qǐng)人】華東交通大學(xué)