CN105711847A - 一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统设计，该装置由激光接收面板、激光发射模块、感应信号处理模块、信号传输模块、单一激光接收模块、PCB板、电池、旋翼无人机飞行控制器、电子调速器、无刷电机、四旋翼机架构成。在程序执行过程中，激光会持续照射激光接接收面板，其上单一激光接收模块会输出高电平，经信号处理模块后，即可得到无人机的实时位置信息以及相应的位姿调整参数。四旋翼飞行控制模块在接收到位姿调整参数之后会将参数发送到相应的四个电子调速器上，从而控制飞行棋位置姿态。该激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位装置可以令飞机执行低空精确定位和狭小空间精确起降的任务。

Description

一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统
技术领域
本发明涉及一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统设计，可用于多轴旋翼无人机在狭小空间的起降以及低空高精度的精确定位。
背景技术
目前国内的多轴旋翼无人机正处于迅速发展期，这种多轴旋翼无人机的应用范围也越来越广泛。随之而来，人们对于旋翼无人机的精确定位和在狭小空间的安全起降有着极大的需求，目前的主流方式是通过gps、光流和声呐等传感器进行精确定位，但是依旧达不到高的精度要求。
为了实现四旋翼无人机的精确定位以及安全起降。这种系统，可以通过激光发射装置发射出垂直于地面的稳定光路，继而旋翼无人机就会沿着此光路向着固定的方向飞行，从而令旋翼无人机具有低空精确定位和在狭小空间起飞降落的能力，大大拓展的旋翼无人机的使用空间，具有很大的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供四旋翼无人机定位和起降的系统，实现无人机的精确低空定位以及在狭小空间稳定起降的功能。
本发明的目的实现过程是这样实现的，以旋翼无人机在狭小空间的起降为例，首先需要使用者在地面上搭建一个激光发射模块，产生一束垂直向上的激光束。然后将无人机的传感器接收板的中心位置，置于激光发射器产生的光束上，接下来再启动旋翼无人机的自动起飞程序。传感器板上的激光接收装置在收到激光照射时会产生相应的一系列信号，在起飞过程中，该系列信号会传输至传感器板上的感应信号处理模块，而后感应信号处理模块会将接收到的信号，编译成旋翼无人机飞行控制器可以识别的位置信号。最后飞行控制器会通过接收到的位置信号，对旋翼无人机的飞行参数做出微调，从而保持无人机的精确起飞过程。这一发明的特征还在于：
1、根据权利要求1所述的一种采用激光定位技术的旋翼无人机起降及定位装置设计，其特征在于：将激光发射模块、单一激光接收模块、感应信号处理模块、设计成一个整体的可以发送并接收信号的结构，使用更加简单的结构提高了旋翼无人机的位姿控制精度。
2、根据权利要求2所述的一种采用激光定位技术的旋翼无人机起降及定位装置设计，其特征在于：地面在狭小和低空的环境下，可以通过地面人为发射的激光束，控制提高无人机的飞行精度，从而实现精准的低空定位以及狭小空间的飞行起降。
本发明具有以下有益效果：
该装置的设计可用于四旋翼无人机的精确定位和起降。实现精确的低空定位和狭小空间自动起降。
附图说明
图1是四旋翼无人机定位和起降装置总体系统框图。
图2是四旋翼无人机定位和起降装置的主视图。
图3是传感器接收面板的主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见图1，总体系统框图包括：激光发射模块（2），激光接收面板（1）、感应信号处理模块（3）、信号传输模块（4）、四旋翼无人机飞行控制模块（9）、电子调速器（10）、电子调速器（11）、无刷电机（14）和无刷电机（15）。
参见图2，四旋翼无人机定位和起降装置的主视图包括：激光射模块（2）、激光接收面板（1）、四旋翼机架（18）。
参见图3，四旋翼机架(18)下方悬挂的传感器接收面板(1)包括：单一激光传感器接收模块(5)、感应信号处理模块(3)、PCB板(6)、电池1(7)、信号传输模块。
本发明的工作原理如下：
在执行自动起降的程序过程中，激光发射模块(2)会持续发射激光光束照射在固定于四旋翼无人机机架（18）底部的激光接收面板（1）上，激光接收面板由16个单一激光接收模块（5）构成，由PCB板（6）上的感应信号处理模块（3）供电驱动，在受到激光照射时单一激光接收模块（5）会在信号发射端发出高电平。由PCB板（6）上印刷完毕的电路将信号传输到感应信号处理模块（3）的端口。而后，由感应信号处理模块（3）处理完毕之后，即可得到相应的四旋翼无人机的实时位置信息以及相应需要作出的位姿调整参数，再通过信号传输模块（3）将调整参数信息传送到四旋翼无人机的飞行控制模块（9）。四旋翼飞行控制模块（9）在接收到位姿调整参数之后会将参数发送到相应的电子调速器1（10）、电子调速器2（11）、电子调速器3（12）和电子调速器4（13）上，从而控制无刷电机1（14）、无刷电机2（15）、无刷电机3（16）和无刷电机4（17）的转速，实现四旋翼无人机在起飞时的位姿微调。以此作为四旋翼无人机的起降和定位系统。

Claims (2)

1.一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统，其特征包括：激光接收面板（1）、激光发射模块（2）、感应信号处理模块（3）、信号传输模块（4）、单一激光接收模块（5）、PCB板（6）、电池1（7）、电池2（8）、旋翼无人机飞行控制模块（9）、电子调速器(10）、电子调速器2（11）、电子调速器3（12）、电子调速器4（13）、无刷电机1（14）、无刷电机2（15）、无刷电机3（16）、无刷电机4（17）、四旋翼机架（18）、电池3（19）；
在执行自动起降的程序过程中，激光发射模块(2)会持续发射激光光束照射在固定于四旋翼无人机机架（18）底部的激光接收面板（1）上，激光接收面板由16个单一激光接收模块（5）构成，由PCB板（6）上的感应信号处理模块（3）供电驱动，在受到激光照射时单一激光接收模块（5）会在信号发射端发出高电平;由PCB板（6）上印刷完毕的电路将信号传输到感应信号处理模块（3）的端口；而后，由感应信号处理模块（3）处理完毕之后，即可得到相应的四旋翼无人机的实时位置信息以及相应需要作出的位姿调整参数，再通过信号传输模块（3）将调整参数信息传送到四旋翼无人机的飞行控制模块（9）；四旋翼飞行控制模块（9）在接收到位姿调整参数之后会将参数发送到相应的电子调速器1（10）、电子调速器（11）、电子调速器3（12）和电子调速器4（13）上，从而控制无刷电机1（14）、无刷电机2（15）、无刷电机3（16）和无刷电机4（17）的转速，实现四旋翼无人机在起飞时的位姿微调；以此作为四旋翼无人机的起降和定位辅助系统。
2.根据权利要求1所述的一种采用激光定位技术的四旋翼无人机起降及定位系统设计，其特征在于：将单一的激光接收模块按照一定的规律间隔（此处为4*4）组合安装在PCB板上，而后通过分析接收到激光发射装置发射出的激光束，在感应信号处理模块（3）得到位置姿态信息以及相应所需的位姿调整参数,最后发送到四旋翼无人机飞行控制模块（9）实现精准定位以及起降及定位。
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