CN113030977A - 一种无人机雷达探测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人机雷达探测系统，涉及雷达探测技术领域，包括雷达探测模块、无人机控制模块；雷达探测模块包括故障探测雷达、高度探测雷达、第一雷达接收装置、第二雷达接收装置；故障探测雷达与第一雷达接收装置连接，高度探测雷达与第二雷达接收装置连接；无人机控制模块包括无人机控制系统、GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机；GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机分别与无人机控制系统连接；第一雷达接收装置、第二雷达接收装置分别与A/D转换模块连接；通过此种设计达到实时探测无人机前方故障并进行避障并保持与地面的相对高度始终恒定的目的。

Description

一种无人机雷达探测系统
技术领域
本发明涉及雷达探测技术领域，具体为一种无人机雷达探测系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦网回收。可反复使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。
无人机上很重要的一部分就是避障检测，现有的技术通常通过超声波实现故障检测，但是超声波在飞行速度快的时候，会出现较大的误差，同时无人机还存在的一个问题就是不能根据地面高度，自动保持与地面的相对高度，也就是缺少地面高度检测模块；
所以，设计一款能精确检测故障与地面高度，保持无人机与地面距离相对恒定的系统是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机雷达探测系统
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种无人机雷达探测系统，包括雷达探测模块、无人机控制模块；
所述雷达探测模块包括故障探测雷达、高度探测雷达、第一雷达接收装置、第二雷达接收装置；
所述故障探测雷达与第一雷达接收装置连接，高度探测雷达与第二雷达接收装置连接；
所述无人机控制模块包括无人机控制系统、GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机；
所述GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机分别与无人机控制系统连接；
所述第一雷达接收装置、第二雷达接收装置分别与A/D转换模块连接；
所述故障探测雷达设置于无人机机头部位，用于探测无人机前方的障碍物；
所述高度探测雷达设置于无人机机身底部，用于探测无人机飞行高度；
所述无人机螺旋桨电机包括控制无人机水平方向的电机以及控制无人机飞行高度的电机。
进一步的，所述无人机上还设置有风速传感器、风速传感器与无人机控制系统连接。
进一步的，所述无人机还设置有电池电量检测模块，用于检测无人机供电电源的电量。
进一步的，所述无人机上还设置有摄像头、无线通讯模块，摄像头与无线通讯模块分别与无人机控制系统连接，无线通讯模块用于连接无人机控制系统与监控终端。
进一步的，所述无线通讯模块还用于连接无人机控制系统与移动终端。
进一步的，所述存储模块中预设有返回点的地址坐标。
进一步的，所述无人机还设置有故障检测模块，故障检测模块与无人机控制系统连接。
进一步的，所述无人机故障检测模块用于检测无人机飞行过程中的电压数据、电流数据、温度数据、运行功率。
本发明的有益效果是：
1、本发明的一个创新点在于，通过故障探测雷达的设计，可以有效检测无人机前方的故障物，并控制无人机螺旋桨电机进行方向控制，进行避障处理，由于雷达的方向性很好，速度等于光速，不像超声波探测在无人机速度快时，反应不够迅速；同时通过高度探测雷达的设计，对无人机飞行高度进行预设，高度探测雷达探测无人机与地面的实时高度，并控制无人机的螺旋桨电机控制无人机的飞行高度，保持无人机与地面的高度始终恒定在预设的高度上，避免因地形的原因导致无人机撞毁。
2、本发明的另一个创新点在于，通过GPS定位模块以及存储模块的设计，在无人机飞行过程中探测到前方存在障碍物时，会通过GPS定位模块将此处的坐标保存下来，当无人机下一次通过时，提前进行避障处理。
附图说明
图1为本发明的系统图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种无人机雷达探测系统，其特征在于，包括雷达探测模块、无人机控制模块；
所述雷达探测模块包括故障探测雷达、高度探测雷达、第一雷达接收装置、第二雷达接收装置；
所述故障探测雷达与第一雷达接收装置连接，高度探测雷达与第二雷达接收装置连接；
所述无人机控制模块包括无人机控制系统、GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机；
所述GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机分别与无人机控制系统连接；
所述第一雷达接收装置、第二雷达接收装置分别与A/D转换模块连接；
所述故障探测雷达设置于无人机机头部位，用于探测无人机前方的障碍物；
所述高度探测雷达设置于无人机机身底部，用于探测无人机飞行高度；
所述无人机螺旋桨电机包括控制无人机水平方向的电机以及控制无人机飞行高度的电机。
本方案的工作原理简述：
在本发明中，无人机在飞行过程中，无人机前方的故障探测雷达向前方发送微波雷达，当遇到故障物时，微波雷达返回并被第一雷达信号接收装置接收，接收信号后，通过A/D转换模块进行数模转换，并将检测的结果发送给无人机控制系统，无人机控制系统对故障物的距离和方位进行分析，并控制螺旋桨电机改变无人机的方向刚好够避过障碍物，同时GPS定位模块定位故障物所在的地址坐标，并将坐标保存在存储模块中，同时，无人机飞行过程中，还将通过高度探测雷达探测无人机与地面的实时高度，并将探测的结果发送给第二雷达信号接收装置，接收信号后，对信号进行分析，并将分析的结果通过A/D转换模块进行数模转换后再发送给无人机控制系统，无人机控制系统接收到实时高度信息后，根据预设的与地面的高度信息，控制无人机螺旋桨电机的转速，达到升高或者降低的目的，保持无人机与地面的相对高度始终恒定在预设的高度上，这样可以有效的避免因为地形原因导致的无人机与地面高度过低而撞到其他物体上，无人机上设置有风速传感器，在飞行过程中，通过风速传感器检测风速风向，并将检测的结果发送给无人机控制系统，无人机控制系统接收到飞速信息后，根据预设的风速阈值进行比较分析，当实时风速超过预设的风速阈值时，表明此时不适合继续飞行，无人机根据预设存储模块中预设的返回点地址坐标向返回点飞行降落，在无人机飞行过程中电池电量检测模块会实时检测无人机的实时电量，并将检测的结果发送给无人机控制系统，当实时电量低于预设的阈值时，无人机同样会向返回点降落，当低于预设的阈值时，无人机还有部分电量，完全可以返回降落点，同时，无人机上还设置有摄像头，摄像头将无人机飞行过程中拍摄到的画面通过无线通讯模块发送给监控终端，用户可通过监控终端进行查看，无人机上还设置有故障检测模块，故障检测模块通过电压传感器、电流传感器、温度传感器、功率传感器分别检测无人机运行过程中的电压值、电流值、内部温度以及输出功率，并发送给无人机控制系统，无人机控制系统根据预设的电压阈值、电流阈值、温度阈值以及功率阈值进行比较分析，判断无人机是否出现故障，当有任意一项与预设的阈值不符合时，无人机控制系统将控制无人机原地降落，同时通过GPS定位模块定位此时的坐标并通过无线通讯模块发送给移动终端，用户根据坐标信息到达该地点拾取无人机。
进一步的，所述无人机上还设置有风速传感器、风速传感器与无人机控制系统连接，在无人机飞行过程中，风速过大会导致无人机方向出现偏差以及失去对无人机的方向控制，导致无人机出现事故，所以对风速的检测是必须的。
进一步的，所述无人机还设置有电池电量检测模块，用于检测无人机供电电源的电量，在无人机飞行过程中，电源电量是必须时刻关注的问题，必须在无人机电量用完前安全降落。
进一步的，所述无人机上还设置有摄像头、无线通讯模块，摄像头与无线通讯模块分别与无人机控制系统连接，无线通讯模块用于连接无人机控制系统与监控终端，通过监控终端可以查看无人机拍摄的画面，通过无人机实现风景拍摄或者地形地貌的勘探等功能。
进一步的，所述无线通讯模块还用于连接无人机控制系统与移动终端，通过无线通讯模块与移动终端连接，用户可在手机上查看无人机发送的消息，由于手机是现代人们不离身的电子元件，选择手机作为移动终端，可以有效避免用户因没有及时查看到消息，导致无人机损坏或者故障。
进一步的，所述存储模块中预设有返回点的地址坐标，在出现电量不足或者紧急事故时，根据坐标无人机可以自动返航。
进一步的，所述无人机还设置有故障检测模块，故障检测模块与无人机控制系统连接，通过故障检测模块可以知道无人机是否发生故障，并进行紧急处理。
进一步的，所述无人机故障检测模块用于检测无人机飞行过程中的电压数据、电流数据、温度数据、运行功率，通过检测电压值、电流值、温度值以及输出功率数据可以检测到无人机的绝大部分故障，当某一个数据与预设的阈值不符合时，就表明无人机出现了故障，无人机控制系统进行紧急降落。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种无人机雷达探测系统，其特征在于，包括雷达探测模块、无人机控制模块；
所述雷达探测模块包括故障探测雷达、高度探测雷达、第一雷达接收装置、第二雷达接收装置；
所述故障探测雷达与第一雷达接收装置连接，高度探测雷达与第二雷达接收装置连接；
所述无人机控制模块包括无人机控制系统、GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机；
所述GPS定位模块、A/D转换模块、存储模块、无人机螺旋桨电机分别与无人机控制系统连接；
所述第一雷达接收装置、第二雷达接收装置分别与A/D转换模块连接；
所述故障探测雷达设置于无人机机头部位，用于探测无人机前方的障碍物；
所述高度探测雷达设置于无人机机身底部，用于探测无人机飞行高度；
所述无人机螺旋桨电机包括控制无人机水平方向的电机以及控制无人机飞行高度的电机。
2.根据权利要求1所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无人机上还设置有风速传感器、风速传感器与无人机控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无人机还设置有电池电量检测模块，用于检测无人机供电电源的电量。
4.根据权利要求1所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无人机上还设置有摄像头、无线通讯模块，摄像头与无线通讯模块分别与无人机控制系统连接，无线通讯模块用于连接无人机控制系统与监控终端。
5.根据权利要求4所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无线通讯模块还用于连接无人机控制系统与移动终端。
6.根据权利要求1所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述存储模块中预设有返回点的地址坐标。
7.根据权利要求1所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无人机还设置有故障检测模块，故障检测模块与无人机控制系统连接。
8.根据权利要求7所述的一种无人机雷达探测系统，其特征在于，所述无人机故障检测模块用于检测无人机飞行过程中的电压数据、电流数据、温度数据、运行功率。
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