一種多旋翼超聲波自動避障無人機制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多旋翼超聲波自動避障無人機。該無人機在傳統(tǒng)無人機的基礎(chǔ)上增設第一控制器、若干超聲波傳感器和若干第二控制器，利用各超聲波傳感器分別實時感測無人機不同方向的障礙物與無人機之間的距離，各第二控制器通過各自對應的超聲波傳感器檢測出無人機相應方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，第一控制器根據(jù)無人機各方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)實時生成飛行控制指令，無人機的飛控主板根據(jù)實時生成的飛行控制指令控制無人機相應電機的轉(zhuǎn)速以改變相應電機所驅(qū)動的旋翼的轉(zhuǎn)速，使無人機進行自動避障飛行。本發(fā)明專利技術(shù)還可應用于競賽無人機等領(lǐng)域。

Multi rotor ultrasonic automatic obstacle avoidance unmanned aerial vehicle

The invention relates to an ultrasonic automatic obstacle avoidance unmanned air vehicle with multiple rotors. First, some additional controller ultrasonic sensors and a plurality of second controllers of the UAV in the traditional UAV Based on measurement of UAV obstacle between different directions using the ultrasonic sensor respectively with the UAV real time distance, the second controller through the corresponding ultrasonic sensors detect real-time distance between obstacle UAV corresponding data with the direction of the UAV, between the first controller according to the obstacle and the direction of each UAV UAV real-time distance data to generate real-time flight control command, UAV flight control board according to the instructions corresponding motor speed control of UAV flight control real-time generation to change the corresponding motor driven rotor speed, so that no aircraft flight automatic obstacle avoidance. The invention can also be applied to competitions, UAVs and other fields.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種多旋翼超聲波自動避障無人機
本專利技術(shù)涉及無人機
，尤其涉及一種多旋翼超聲波自動避障無人機。
技術(shù)介紹
隨著無人機技術(shù)的提升和成本的下降，無人機的應用領(lǐng)域越來越廣。雖然各個領(lǐng)域?qū)οM級無人機的需求都在逐漸增長，但在無人機的應用方面還比較單一，目前還是以航拍為主,在技術(shù)應用方面仍有很多路要走。在叢林或城市內(nèi)飛行，如何讓它們可以安全地起飛，并避開電線桿、廣告牌等障礙物？很多用戶不會經(jīng)過太多的專業(yè)培訓，如何讓他們也能輕松地使用并將無人機應用于自己的領(lǐng)域？這些都是現(xiàn)在依舊有待解決的問題，但無人機普及的路上，除了面向用戶的簡易化操作外，最重要的依舊是和安全息息相關(guān)的自動避障技術(shù)。因為如果連無人機和人員的安全都無法保障，其他一切都無從談起了。而且消費級無人機體積小，其安全性反而更容易被忽視?，F(xiàn)在絕大部分民用無人機并沒有配備自動避障技術(shù)，無人機一般只能由使用者實時操控，或按照預設航線和高度飛行，自身并沒有能力對飛行路線上的障礙物進行感知和避讓。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是，提供一種多旋翼超聲波自動避障無人機，以解決現(xiàn)有民用無人機沒有配備自動避障技術(shù)，無法自動避障的問題。本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種多旋翼超聲波自動避障無人機，包括飛控主板、若干旋翼和若干電機，各電機與各旋翼一一對應，分別用于驅(qū)動各自對應的旋翼，還包括第一控制器、若干超聲波傳感器和若干第二控制器；各第二控制器與各超聲波傳感器一一對應，各超聲波傳感器與各自對應的第二控制器通信連接，各第二控制器與所述第一控制器通信連接，所述第一控制器與所述飛控主板通信連接，所述飛控主板與各電機通信連接；各超聲波傳感器被配置為分別實時感測無人機不同方向的障礙物與所述無人機之間的距離，并將各自實時感測到的距離信號發(fā)送到各自對應的第二控制器；各第二控制器用于對各自接收到的距離信號進行處理，得出無人機相應方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，并將各自得出的實時距離數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一控制器；所述第一控制器根據(jù)接收到的所述無人機各方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，實時生成飛行控制指令，并將所述飛行控制指令實時發(fā)送到所述飛控主板；所述飛控主板根據(jù)實時接收到的飛行控制指令控制相應電機的轉(zhuǎn)速以改變相應電機所驅(qū)動的旋翼的轉(zhuǎn)速，使所述無人機進行自動避障飛行。進一步地，所述無人機包括四個旋翼、四個電機、四個超聲波傳感器和四個第二控制器；所述不同方向包括前、后、左、右四個方向，每一超聲波傳感器感測所述無人機其中一個方向的障礙物與所述無人機之間的距離。進一步地，所述無人機還包括高度傳感器和第三控制器；所述高度傳感器與所述第三控制器通信連接，所述第三控制器分別與所述第一控制器和飛控主板通信連接；所述高度傳感器用于實時感測所述無人機的高度，并將實時感測到的高度信號發(fā)送到所述第三控制器；所述第三控制器用于對所述高度信號進行處理，得出所述無人機的實時高度數(shù)據(jù)，并將所述無人機的實時高度數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一控制器和飛控主板；所述第一控制器還根據(jù)所述無人機的實時高度數(shù)據(jù)發(fā)送高度調(diào)節(jié)指令到所述飛控主板，所述飛控主板根據(jù)所述高度調(diào)節(jié)指令控制各電機的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)所述無人機的飛行高度。進一步地，所述高度傳感器為超聲波傳感器。進一步地，所述飛控主板上集成有氣壓計、三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀、電子羅盤中的至少一種。進一步地，所述飛控主板上設置有遙控信號接收端口，所述第一控制器通過有線與所述遙控信號接收端口連接，并按照遙控通信協(xié)議將所述飛行控制指令發(fā)送到所述遙控信號接口，所述飛控主板通過所述飛控端口接收所述飛行控制指令。進一步地，所述第一控制器和第二控制器均采用型號為Atmega328的處理器。進一步地，所述第一控制器、各超聲波傳感器和各第二控制器集成在同一塊控制板上。進一步地，各超聲波傳感器與各自對應的第二控制器通過串口通信連接。進一步地，所述超聲波傳感器為數(shù)字式超聲波傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的多旋翼超聲波自動避障無人機在傳統(tǒng)無人機的基礎(chǔ)上增設第一控制器、若干超聲波傳感器和若干第二控制器，利用各超聲波傳感器分別實時感測無人機不同方向的障礙物與無人機之間的距離，各第二控制器通過各自對應的超聲波傳感器檢測出無人機相應方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，第一控制器根據(jù)無人機各方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)實時生成飛行控制指令，無人機的飛控主板根據(jù)實時生成的飛行控制指令控制無人機相應電機的轉(zhuǎn)速以改變相應電機所驅(qū)動的旋翼的轉(zhuǎn)速，使無人機進行自動避障飛行。本專利技術(shù)還可應用于競賽無人機等領(lǐng)域。附圖說明圖1：本專利技術(shù)實施例提供的多旋翼超聲波自動避障無人機的組成結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本專利技術(shù)實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本專利技術(shù)的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本專利技術(shù)的范圍，而是僅僅表示本專利技術(shù)的選定實施例。基于本專利技術(shù)的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本專利技術(shù)中的具體含義。如圖1所示，本專利技術(shù)實施例提供的多旋翼超聲波自動避障無人機，包括飛控主板6、若干旋翼8和若干電機7，各電機7與各旋翼8一一對應，各電機7用于分別驅(qū)動各自對應的旋翼8。該無人機還包括第一控制器5、若干超聲波傳感器1和若干第二控制器3。各第二控制器3與各超聲波傳感器1一一對應，各超聲波傳感器1與各自對應的第二控制器3通信連接，各第二控制器3與第一控制器5通信連接，第一控制器5與飛控主板6通信連接，飛控主板6與各電機7通信連接。各超聲波傳感器1被配置為分別實時感測無人機不同方向的障礙物與無人機之間的距離，并將各自實時感測到的距離信號發(fā)送到各自對應的第二控制器3。各第二控制器3用于對各自接收到的距離信號進行處理，得出無人機相應方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，并將各自得出的實時距離數(shù)據(jù)發(fā)送到第一控制器5。各第二控制器3可通過I2C總線與第一控制器5通信連接。第一控制器5根據(jù)接收到的無人機各方向的障礙物與無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，實時生成飛行控制指令，并將飛行控制指令實時發(fā)送到飛控主板6。飛控主板6根據(jù)實時接收到的飛行控制指令控制相應電機7的轉(zhuǎn)速以改變相應電機7所驅(qū)動的旋翼8的轉(zhuǎn)速，使無人機進行自動避障飛行。作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機包括四個旋翼8、四個電機7、四個超聲波傳感器1和四個第二控制器3，不同方向包括前、后、左、右四個方向，每一超聲波傳感器1感測無人機其中一個方向的障礙物與無人機之間的距離。作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機還包括高度傳感器2和第三控制器4。高度傳感器2與第三控制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種多旋翼超聲波自動避障無人機，包括飛控主板、若干旋翼和若干電機，每個電機分別對應一個旋翼，所述電機用于驅(qū)動與其對應的旋翼，其特征在于；還包括第一控制器、若干超聲波傳感器和若干第二控制器；各第二控制器與各超聲波傳感器一一對應，各超聲波傳感器與各自對應的第二控制器通信連接，各第二控制器與所述第一控制器通信連接，所述第一控制器與所述飛控主板通信連接，所述飛控主板與各電機通信連接；各超聲波傳感器被配置為分別實時感測無人機不同方向的障礙物與所述無人機之間的距離，并將各自實時感測到的距離信號發(fā)送到各自對應的第二控制器；各第二控制器用于對各自接收到的距離信號進行處理，得出無人機相應方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，并將各自得出的實時距離數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一控制器；所述第一控制器根據(jù)接收到的所述無人機各方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，實時生成飛行控制指令，并將所述飛行控制指令實時發(fā)送到所述飛控主板；所述飛控主板根據(jù)實時接收到的飛行控制指令控制相應電機的轉(zhuǎn)速以改變相應電機所驅(qū)動的旋翼的轉(zhuǎn)速，使所述無人機進行自動避障飛行。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多旋翼超聲波自動避障無人機，包括飛控主板、若干旋翼和若干電機，每個電機分別對應一個旋翼，所述電機用于驅(qū)動與其對應的旋翼，其特征在于；還包括第一控制器、若干超聲波傳感器和若干第二控制器；各第二控制器與各超聲波傳感器一一對應，各超聲波傳感器與各自對應的第二控制器通信連接，各第二控制器與所述第一控制器通信連接，所述第一控制器與所述飛控主板通信連接，所述飛控主板與各電機通信連接；各超聲波傳感器被配置為分別實時感測無人機不同方向的障礙物與所述無人機之間的距離，并將各自實時感測到的距離信號發(fā)送到各自對應的第二控制器；各第二控制器用于對各自接收到的距離信號進行處理，得出無人機相應方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，并將各自得出的實時距離數(shù)據(jù)發(fā)送到所述第一控制器；所述第一控制器根據(jù)接收到的所述無人機各方向的障礙物與所述無人機之間的實時距離數(shù)據(jù)，實時生成飛行控制指令，并將所述飛行控制指令實時發(fā)送到所述飛控主板；所述飛控主板根據(jù)實時接收到的飛行控制指令控制相應電機的轉(zhuǎn)速以改變相應電機所驅(qū)動的旋翼的轉(zhuǎn)速，使所述無人機進行自動避障飛行。2.如權(quán)利要求1所述的多旋翼超聲波自動避障無人機，其特征在于，所述無人機包括四個旋翼、四個電機、四個超聲波傳感器和四個第二控制器；所述不同方向為前、后、左、右四個方向，每一超聲波傳感器感測所述無人機其中一個方向的障礙物與所述無人機之間的距離。3.如權(quán)利要求2所述的多旋翼超聲波自動避障無人機，其特征在于，所述無人機還包括高度傳感器和第三控制器；所述高度傳感器與所述第三控制器通信連接，所述第三控制器分別與所述第一控制器和飛...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭振江，
申請(專利權(quán))人：北京中科浩電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11