CN104354859A - 一种可避障的微型探测飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可避障的微型探测飞行器，包括机身，机身下部装有四个电机脚架，四个电机脚架两两对角呈X状支撑在机身上，每个电机脚架内装有真空杯电机，真空杯电机的轴上装有螺旋桨；机身的上部设有一个采集摄像头，机身的四个侧面分别设有红外避障仪，机身的下部设有超声波测距仪；机身内部设有控制模块、电源组、SD存储卡等。起飞后自动检测各个方向的障碍物，自主避免与墙壁或其他障碍物的碰撞，可以更好的完成探测作业。

Description

一种可避障的微型探测飞行器

技术领域

本发明涉及一种特种飞行器，尤其涉及一种可避障的微型探测飞行器。

背景技术

尤其涉及一种在复杂环境中辅助外部无线电控制的可避障微型探测飞行器，并能对周围环境进行视频图像采集。

目前的微型飞行器都离不开无线遥控装置，尚不具备自主识别障碍物、避开障碍物的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种可避障的微型探测飞行器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的可避障的微型探测飞行器，包括机身，所述机身下部装有四个电机脚架，四个电机脚架两两对角呈X状支撑在机身上，每个电机脚架内装有真空杯电机，所述真空杯电机的轴上装有螺旋桨；

所述机身的上部设有一个采集摄像头，所述机身的四个侧面分别设有红外避障仪，所述机身的下部设有超声波测距仪；

所述机身内部设有控制模块，所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪分别与所述控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与所述真空杯电机相连。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的可避障的微型探测飞行器，由于机身的上部设有一个采集摄像头，机身的四个侧面分别设有红外避障仪，机身的下部设有超声波测距仪，机身内部设有控制模块，在复杂环境中可避障飞行，并能对周围环境进行视频图像采集。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可避障的微型探测飞行器的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可避障的微型探测飞行器的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例中可避障的微型探测飞行器组成框图；

图4为本发明实施例中可避障的微型探测飞行器连接框图；

图5为本发明实施例中可避障的微型探测飞行器控制系统流程框图。

图中：

1、机身，2、螺旋桨，3、空心杯电机，4、控制模块，5、摄像头，6、电池，7、超声波测距仪，8、电机脚架，9、红外避障仪，10、无线通信模块，11、SD存储卡。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的可避障的微型探测飞行器，其较佳的具体实施方式是：

包括机身，所述机身下部装有四个电机脚架，四个电机脚架两两对角呈X状支撑在机身上，每个电机脚架内装有真空杯电机，所述真空杯电机的轴上装有螺旋桨；

所述机身的上部设有一个采集摄像头，所述机身的四个侧面分别设有红外避障仪，所述机身的下部设有超声波测距仪；

所述机身内部设有控制模块，所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪分别与所述控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与所述真空杯电机相连。

所述机身上设有电源组，所述电源组包括电池和稳压器，所述稳压器分别连接至所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪、真空杯电机和控制模块。

所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪连接有SD存储卡。

所述控制模块包括微型处理器以及分别与该微型处理器连接的三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计和无线通信模块。

本发明的可避障的微型探测飞行器，该飞行器具备起飞后自动检测各个方向的障碍物，自主避免与墙壁或其他障碍物的碰撞，辅助外部遥控设备对飞行器进行调整，从而提高飞行器在复杂地形中的飞行能力，可以更好的完成探测作业。克服了传统飞行器在飞行过程中对障碍物不敏感，导致在实际应用中对环境适应能力不强的缺陷。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

具有障碍物识别系统；

具有探测摄像头，可实现飞行探测；

适用于在复杂地形中执行探测任务的微型飞行器。

具体实施例：

本发明的可避障的微型探测飞行器总体结构如图1、图2所示，包括机体、飞行器控制系统、动力装置组和电源组。其中机体包括中间的机身1、安装于机身四脚的电机脚架8。

动力装置组包括安装于机身四个电机脚架8上的四个独立的动力装置，每个动力装置包含一个空心杯电机3和一个螺旋桨2。每个空心杯电机3的输入端与控制模块4连接，螺旋桨2固定连接在空心杯电机3的转轴上。

电源组包括电池6和稳压电路，电池6采用聚合物锂电池，稳压电路输出既给四个空心杯电机3供电，也为飞行器控制系统供电。

飞行器控制系统包括控制模块4和避障探测模块。控制模块4由微处理器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计、无线通信模块10及相关电路组成；避障探测模块由摄像头5、SD存储卡11、红外避障仪9和超声波测距仪7组成。其中，摄像头5固定在机体中央，随着机体不同角度旋转，可以对周围环境进行视频图形采集，红外避障仪9安装于机身前、后、左、右四个边缘的外侧，便于对各个方向障碍物进行扫描以获得飞行器与障碍物之间的水平距离；超声波测距仪7安装于机身底部，以获得飞行器与地面或者与地面物体之间的垂直距离。微处理器设计有控制程序，其中基于采集摄像头5、SD存储卡11和微处理器设计视频图像采集程序，通过摄像头探测周围环境并将其视频图像数据存储到SD存储卡里；其中基于红外避障仪和超声波测距仪设计障碍物识别程序，通过红外避障仪扫描获得水平方向上与障碍物的相对距离，通过超声波测距仪扫描获得垂直方向上与障碍物的相对距离，由微处理器分析微型飞行器前、后、左、右、下方障碍物的距离分布，结合飞行器的运动状态，以避免飞行中与障碍物碰撞。

利用避障模块辅助外部控制，控制模块由三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计和微处理器，除了控制飞行器本身的稳定性外，可以测定飞行器的姿态、航向、结合近处障碍物的分布，可以对接收到的遥控信息进行适当矫正。

实现控制飞行的动力控制，控制模块通过对四个空心杯电机进行转速控制，从而对螺旋桨进行拉力控制。

图3为上述可避障的微型探测飞行器组成框图，图4为可避障的微型探测飞行器电气连接示意图，图5为飞行器控制系统流程框图。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种可避障的微型探测飞行器，其特征在于，包括机身，所述机身下部装有四个电机脚架，四个电机脚架两两对角呈X状支撑在机身上，每个电机脚架内装有真空杯电机，所述真空杯电机的轴上装有螺旋桨；

所述机身的上部设有一个采集摄像头，所述机身的四个侧面分别设有红外避障仪，所述机身的下部设有超声波测距仪；

所述机身内部设有控制模块，所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪分别与所述控制模块的输入端相连，所述控制模块的输出端与所述真空杯电机相连。

2.根据权利要求1所述的可避障的微型探测飞行器，其特征在于，所述机身上设有电源组，所述电源组包括电池和稳压器，所述稳压器分别连接至所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪、真空杯电机和控制模块。

3.根据权利要求2所述的可避障的微型探测飞行器，其特征在于，所述采集摄像头、红外避障仪、超声波测距仪连接有SD存储卡。

4.根据权利要求1、2或3所述的可避障的微型探测飞行器，其特征在于，所述控制模块包括微型处理器以及分别与该微型处理器连接的三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计和无线通信模块。