CN107356909A - 一种无人艇上激光雷达防抖装置 - Google Patents

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刘梅
刘东柯
柯俊
彭艳
罗均
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Abstract

本发明涉及一种无人艇上激光雷达防抖装置，包括定平台、驱动杆、六轴陀螺仪、动平台，所述定平台与无人艇固定连接，与无人艇的船体运动一致，六根驱动杆的上下两端分别于定平台以及动平台通过球铰连接，所述定平台上的六个球副自由度为2，六根驱动杆的移动副的自由度为1，动平台上的六个球副自由度为3；所述六轴陀螺仪安装在动平台上，随动平台运动，所述激光雷达安装在动平台上。本发明能够使无人艇上装载的激光雷达抵消倾斜振动，从而实现激光雷达测得的数据更加的可靠，减轻了后期对雷达数据的处理工作，具有很高的使用价值。

Description

一种无人艇上激光雷达防抖装置
技术领域
本发明涉及一种无人艇上激光雷达防抖装置，属于自动化机械设备领域。
背景技术
近年来，随着无人艇技术的发展，国内外公司和科研机构相继研制出许多型号的无人艇。无人艇上装载的激光雷达对于无人艇实现导航避障，以及自主航行有重要的意义。但是由于海上风浪涌流等环境复杂，导致激光雷达出现不定幅度的剧烈晃动和倾斜，这对雷达数据的采集造成了困难。传统的安装方式无法消除剧烈晃动对激光雷达的影响，因此现在迫切需要这样一种装置，来消除无人艇上激光雷达的晃动。
发明内容
本发明针对现有无人艇上激光雷达的晃动很难消除的问题，设计了一种无人艇上激光雷达防抖装置，该装置能消除无人艇装载的激光雷达在复杂海况下的晃动，使采集到的数据更加的完整和精确。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无人艇上激光雷达防抖装置，包括定平台、驱动杆、六轴陀螺仪、动平台，所述定平台与无人艇固定连接，与无人艇的船体运动一致，六根驱动杆的上下两端分别于定平台以及动平台通过球铰连接，所述定平台上的六个球副自由度为2，六根驱动杆的移动副的自由度为1，动平台上的六个球副自由度为3；所述六轴陀螺仪安装在动平台上，随动平台运动，所述激光雷达安装在动平台上；当无人艇发生倾斜时，六轴陀螺仪读出船体的倾斜角度，单片机读取六轴陀螺仪数据，获取动激光雷达的姿态信息，得到激光雷达的晃动偏转角度，然后通过单片机控制六个液压系统通过驱动杆伸缩来补偿误差，使动平台始终保持在水平位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够使无人艇上装载的激光雷达抵消倾斜振动，从而实现激光雷达测得的数据更加的可靠，减轻了后期对雷达数据的处理工作，具有很高的使用价值。
附图说明
图1为本发明装置的总体装配示意图。
图2为本发明装置中六轴陀螺仪的安装示意图。
图3 为本发明装置的系统控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1和图2所示，一种无人艇上激光雷达防抖装置，包括定平台5、驱动杆4、六轴陀螺仪3、动平台2，所述定平台5与无人艇固定连接，与无人艇的船体运动一致，六根驱动杆4的上下两端分别于定平台5以及动平台2通过球铰连接，所述定平台5上的六个球副自由度为2，六根驱动杆4的移动副的自由度为1，动平台2上的六个球副自由度为3；所述六轴陀螺仪3安装在动平台2上，随动平台2运动，所述激光雷达1安装在动平台2上；当无人艇发生倾斜时，六轴陀螺仪3读出船体的倾斜角度，单片机读取六轴陀螺仪3数据，获取动激光雷达1的姿态信息，得到激光雷达1的晃动偏转角度，然后通过单片机控制六个液压系统通过驱动杆4伸缩来补偿误差，使动平台2始终保持在水平位置。
本发明无人艇上激光雷达防抖装置的使用过程如下：
如图3所示，无人艇在海上航行时，由于风浪干扰，将使船体发生倾斜，当发生倾斜时，六轴陀螺仪3将读出船体的倾斜角度，然后把数据反馈给单片机。单片机接收到数据后，首先通过数字滤波器对信号进行滤波。然后采用PID控制器，输出控制信号。
液压系统接收单片机的控制信号，然后控制驱动杆4伸缩运动，驱动杆4对动平台2进行位置调整，使动平台2重新恢复到水平状态。
由于激光雷达1和动平台2固连在一起，所以，当无人艇发生倾斜和晃动时，激光雷达1随动平台2一起保持水平状态，从而使激光雷达1采集的数据更加完整。

Claims (1)

1.一种无人艇上激光雷达防抖装置，其特征在于，包括定平台（5）、驱动杆（4）、六轴陀螺仪（3）、动平台（2），所述定平台（5）与无人艇固定连接，与无人艇的船体运动一致，六根驱动杆（4）的上下两端分别于定平台（5）以及动平台（2）通过球铰连接，所述定平台（5）上的六个球副自由度为2，六根驱动杆（4）的移动副的自由度为1，动平台（2）上的六个球副自由度为3；所述六轴陀螺仪（3）安装在动平台（2）上，随动平台（2）运动，所述激光雷达（1）安装在动平台（2）上；当无人艇发生倾斜时，六轴陀螺仪（3）读出船体的倾斜角度，单片机读取六轴陀螺仪（3）数据，获取动激光雷达（1）的姿态信息，得到激光雷达（1）的晃动偏转角度，然后通过单片机控制六个液压系统通过驱动杆（4）伸缩来补偿误差，使动平台（2）始终保持在水平位置。
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