CN113109884A - 附件检测装置及检测附件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可用于无人机的附件检测装置，包括：发射单元，配置成可发出检测光束以检测附件；接收单元，配置成可接收所述检测光束的反射回波，并将所述回波转换为电信号；控制单元，与所述接收单元耦接，配置成可根据所述接收单元输出的电信号判断所述附件是否在位。该附件检测装置可采用微型元器件，安装简易，检测效率高、准确率高，通过处理器执行一系列指令，根据附件在位/不在位、安装正常/异常等几种状态控制无人机进行下一步的启动/模式转换等操作。

Description

附件检测装置及检测附件的方法

技术领域

本发明大致涉及自动检测技术领域，尤其涉及一种用于无人机的附件检测装置及使用其检测附件的方法。

背景技术

随着无人机技术在民用领域越来越普及，对于航拍无人机在各种天气条件下的应用提出了需求，与此同时，航拍无人机也正向着智能化、小型化、便携化的方向发展。具有雨中飞行模式的无人机、机臂可拆卸化的无人机，都是无人机技术发展的重要方向。

防水无人机通过外壳加屏蔽罩进行防水，现有技术中需要手动切换至雨中飞行模式，而手动切换的操作较为繁琐。也可通过接触式检测(如弹簧探针)的形式，检测是否安装防水罩，这种形式的检测方式容易产生接触不良，造成无法正确检测到屏蔽罩，从而无法正确切换飞行模式，影响飞行效果。

可拆卸机臂的无人机也是通过弹簧探针的形式，检测是否插入机臂，这种形式的检测方式同样容易产生接触不良，造成无法正确检测到机臂在位，使得无人机无法正常飞行；甚至在飞行过程中，由于机体震动造成弹簧探针接触不良，误检测机臂移除造成错误故障触发，甚至炸机。

背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明提供一种可用于无人机的附件检测装置，包括：

发射单元，配置成可发出检测光束以检测附件；

接收单元，配置成可接收所述检测光束的反射回波，并将所述回波转换为电信号；

控制单元，与所述接收单元耦接，配置成可根据所述接收单元输出的电信号判断所述附件是否在位。

根据本发明的一个方面，其中所述附件包括防水罩。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定未安装所述防水罩时，所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定已安装所述防水罩时，所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述防水罩是否安装到位。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定所述防水罩未安装到位时，所述控制单元做出故障提示。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定所述防水罩安装到位时，所述控制单元控制所述无人机启动雨中飞行模式。

根据本发明的一个方面，其中所述附件包括机臂。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定未安装所述机臂时，所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定已安装所述机臂时，所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述机臂是否安装到位。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定所述机臂未安装到位时，所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式。

根据本发明的一个方面，其中：

当所述控制单元判定所述机臂安装到位时，所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式。

根据本发明的一个方面，所述附件检测装置安装在无人机的本体上。

根据本发明的一个方面，其中所述发射单元包括发光二极管，配置成可发出红外光进行探测；所述接收单元包括光电二极管，所述接收单元的探测范围为所述附件的安装范围。

本发明还提供一种使用如上所述的附件检测装置检测附件的方法，包括：

S101：通过发射单元发出检测光束，用以检测附件；

S102：通过接收单元接收所述检测光束的反射回波，并将所述回波转换为电信号；

S103：通过控制单元根据所述接收单元输出的电信号判断所述附件是否在位。

根据本发明的一个方面，其中所述附件包括防水罩，所述方法进一步包括：

S104：当所述控制单元判定未安装所述防水罩时，通过所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式；

S105：当所述控制单元判定已安装所述防水罩时，通过所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述防水罩是否安装到位；

S106：当所述控制单元判定所述防水罩未安装到位时，通过所述控制单元做出故障提示；

S107：当所述控制单元判定所述防水罩安装到位时，通过所述控制单元控制所述无人机启动雨中飞行模式。

根据本发明的一个方面，其中所述附件包括机臂，所述方法进一步包括：

S104：当所述控制单元判定未安装所述机臂时，通过所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

S105：当所述控制单元判定已安装所述机臂时，通过所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述机臂是否安装到位；

S106：当所述控制单元判定所述机臂未安装到位时，通过所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

S107：当所述控制单元判定所述机臂安装到位时，通过所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式。

本发明还提供一种无人机，包括：

机体；

机臂，所述机臂可拆地安装到所述机体；

防水罩，所述防水罩可拆地安装到所述机体；和

如上所述的附件检测装置，配置成可检测所述机臂和/或防水罩是否安装在位。

本发明的优选实施例提供了一种用于无人机的附件检测装置，利用雷达原理检测无人机的防水罩、机臂等附件是否在位，该附件检测装置可采用微型元器件，安装简易，检测效率高、准确率高，通过处理器执行一系列指令，根据附件在位/不在位、安装正常/异常等几种状态控制无人机进行下一步的启动/模式转换等操作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例的用于无人机的附件检测装置；

图2示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例的无人机系统；

图3示出了根据本发明的一个优选实施例的附件检测装置的控制单元检测无人机防水罩的步骤；

图4示意性地示出了根据本发明的一个优选实施例的附件未安装到位时探测器上接收到的光斑情况；

图5示出了根据本发明的一个优选实施例的附件检测装置的控制单元检测无人机机臂的步骤；

图6示出了根据本发明的一个优选实施例的附件检测方法。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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和简化描述，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。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，本发明提供一种可用于无人机的附件检测装置100，包括：发射单元110、接收单元120、和控制单元130。其中发射单元110优选地包括激光器111，发射单元110配置成可发出检测光束用以检测附件OB。检测光束被附件OB漫反射，反射回波返回到附件检测装置100并且被接收单元120接收。接收单元120优选地包括探测器121，接收单元120配置成可接收检测光束经附件OB反射回来的回波，并将回波转换为电信号。根据本发明的一个优选实施例，发射单元110还包括发射透镜112，发射透镜112位于激光器111的光路下游，用于将激光器111出射的激光束调制(准直)成平行光并出射到附件检测装置100周围的环境空间中。接收单元120还包括接收透镜122，接收透镜122位于探测器121的光路上游，用于将出射激光束经附件OB反射的回波会聚到探测器121。如图1所示，激光器111发射的激光束L1通过发射透镜112调制后投射在附件OB上，发生漫反射，一部分激光束则被反射回来形成回波L1′。探测器121接收激光器发出激光束后反射回来的回波L1′，并将其转换为电信号。控制单元130与接收单元120耦接，配置成可根据接收单元120输出的电信号判断附件OB是否在位。

在理想的情况下，附件OB在位且安装正常，当激光器111发射时，与其相对应的探测器121接收反射回波并产生电信号。控制单元130耦接到发射单元110和接收单元120，并配置成响应于激光器111发出激光束，读取探测器121输出的电信号。控制单元130对电信号进行分析，当收到预设强度的电信号时，作出附件OB安装正常的判断，并控制无人机进行下一步的操作。

如图2所示，根据本发明的一个优选实施例，附件OB包括无人机的防水罩OB1。优选地，控制单元130包括至少一个处理器和存储器，存储器中存储有供至少一个处理器执行的程序，并能够与发射单元110、接收单元120相互传输信号。至少一个处理器与无人机的启动装置(电机)、模式转换装置、报警装置等其他部分耦接，以控制无人机进行下一步的操作。存储器内存储有可由至少一个处理器执行的程序指令，该程序指令能够执行如图3所示的步骤：

在步骤S101中，控制单元130根据接收单元120输出的电信号判断防水罩OB1是否在位。控制单元130根据在预定时间内是否收到反射回波来判断防水罩OB1是否在位。

在步骤S102中，当控制单元130判定未安装防水罩OB1时，控制单元130控制无人机启动正常飞行模式。

在步骤S103中，当控制单元130判定已安装防水罩OB1时，控制单元130根据接收单元120输出的电信号强度判断防水罩OB1是否安装到位。如图4所示，当防水罩OB1未安装到位时，激光器111发出的激光束被防水罩OB1反射的回波被探测器121接收，该回波所形成的光斑不能完全覆盖探测器121，导致探测器121进行光电转换形成的电流强度较低，控制单元130由接收单元120输出的电流信号强度判断出：防水罩OB1未安装到位。

在步骤S104中，当控制单元130判定防水罩OB1未安装到位时，控制单元130做出故障提示。控制单元130配置成可与蜂鸣器、灯等报警装置耦接，当发现防水罩OB1的安装故障时，可控制蜂鸣器发出蜂鸣，或灯光亮起、闪烁等，做出故障提示。

在步骤S105中，当控制单元130判定防水罩OB1安装到位时，控制单元130控制无人机启动雨中飞行模式。防水罩OB1安装到位，启动雨中飞行模式，在防水罩OB1的保护作用下，避免无人机的主体部分遇水；同时无人机的各种飞行、升降、翻转、拍摄操作也要适应防水罩OB1的存在，因此需启动雨中飞行模式。

在本发明的又一优选实施例中，该附件OB包括机臂OB2。优选地，控制单元130包括至少一个处理器和存储器，存储器中存储有供至少一个处理器执行的程序，并能够与发射单元110、接收单元120相互传输信号。至少一个处理器与无人机的启动装置(电机)、模式转换装置、报警装置等其他部分耦接，以控制无人机进行下一步的操作。存储器内存储有可由至少一个处理器执行的程序指令，该程序指令能够执行如图5所示的步骤：

在步骤S201中，控制单元130根据接收单元120输出的电信号判断机臂OB2是否在位。控制单元130根据在预定时间内是否收到反射回波来判断机臂OB2是否在位。

在步骤S202中，当控制单元130判定未安装机臂OB2时，控制单元130禁止无人机启动飞行模式。未安装机臂OB2时禁止无人机启动飞行模式，强行启动可能造成无人机本体的严重损毁。

在步骤S203中，当控制单元130判定已安装机臂OB2时，控制单元130根据接收单元120输出的电信号强度判断机臂OB2是否安装到位。

在步骤S204中，当控制单元130判定机臂OB2未安装到位时，控制单元130禁止无人机启动飞行模式。机臂OB2未安装到位时禁止无人机启动飞行模式，强行启动可能造成无人机本体的严重损毁。

在步骤S205中，当控制单元130判定机臂OB2安装到位时，控制单元130控制无人机启动正常飞行模式。

根据本发明的一个优选实施例，附件检测装置100安装在无人机的本体上。其中发射单元110优选地包括发光二极管，配置成可发出红外光进行探测；接收单元120优选地包括光电二极管，该光电二极管的探测范围为附件OB的安装范围。该发光二极管、光电二极管均可采用微型元器件，以减少无人机的载重负担。

根据本发明的一个优选实施例，本发明还提供一种使用如图1中所示的附件检测装置100检测附件的方法30，如图6所示，方法30包括：

在步骤S301中，通过发射单元110发出检测光束，用以检测附件OB；

在步骤S302中，通过接收单元120接收该检测光束的反射回波，并将该回波转换为电信号；

在步骤S303中，通过控制单元130根据接收单元120输出的电信号判断附件OB是否在位。

根据本发明的一个优选实施例，其中附件OB包括防水罩OB1，方法30进一步包括：

S304：当控制单元130判定未安装防水罩OB1时，通过控制单元130控制无人机启动正常飞行模式；

S305：当控制单元130判定已安装防水罩OB1时，通过控制单元130根据接收单元120输出的电信号强度判断防水罩OB1是否安装到位；

S306：当控制单元130判定防水罩OB1未安装到位时，通过控制单元130做出故障提示；

S307：当控制单元130判定防水罩OB1安装到位时，通过控制单元130控制无人机启动雨中飞行模式。

根据本发明的一个优选实施例，其中附件OB包括机臂OB2，方法30进一步包括：

S304：当控制单元130判定未安装机臂OB2时，通过控制单元130禁止无人机启动飞行模式；

S305：当控制单元130判定已安装机臂OB2时，通过控制单元130根据接收单元120输出的电信号强度判断机臂OB2是否安装到位；

S306：当控制单元130判定机臂OB2未安装到位时，通过控制单元130禁止无人机启动飞行模式；

S307：当控制单元130判定机臂OB2安装到位时，通过控制单元130控制无人机启动正常飞行模式。

根据本发明的一个优选实施例，如图2所示，本发明还提供一种无人机200，包括：

机体210；

机臂220，机臂220可拆地安装到机体210上；

防水罩230，防水罩230可拆地安装到机体210上；和

如上文所述的附件检测装置100，配置成可检测机臂220和/或防水罩230是否安装在位。

其中附件检测装置100包括：发射单元110、接收单元120、和控制单元130。其中发射单元110包括多个激光器111，发射单元110配置成可发出检测光束用以检测附件OB。接收单元120包括多个探测器121，接收单元120配置成可接收检测光束经附件OB反射回来的回波，并将回波转换为电信号。其中多个激光器111与多个探测器121形成多个探测通道，每个探测通道包括一个激光器和一个探测器，形成一一对应关系。当一个激光器111发射时，通过与其相对应的探测器121接收反射回波并产生电信号，以构成多个探测通道。多个探测通道可以以阵列的形式集成，用以探测附件OB是否在位，优选地，一个或多个探测通道可依次探测机臂、防水罩等附件是否在位/安装到位。附件检测装置100的多个探测通道也可分别安装在无人机机体的不同位置处，用以探测不同的附件。例如：探测通道1用于探测防水罩OB1是否在位；探测通道2用以探测机臂OB2是否在位……这些都在本发明的保护范围之内。

本发明的优选实施例提供了一种用于无人机的附件检测装置，利用雷达原理检测无人机的防水罩、机臂等附件是否在位，该附件检测装置可采用微型元器件，安装简易，检测效率高、准确率高，通过处理器执行一系列指令，根据附件在位/不在位、安装正常/异常等几种状态控制无人机进行下一步的启动/模式转换等操作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于无人机的附件检测装置，包括：

发射单元，配置成可发出检测光束以检测附件；

接收单元，配置成可接收所述检测光束的反射回波，并将所述回波转换为电信号；

控制单元，与所述接收单元耦接，配置成可根据所述接收单元输出的电信号判断所述附件是否在位。

2.如权利要求1所述的附件检测装置，其中所述附件包括防水罩。

3.如权利要求2所述的附件检测装置，其中：

当所述控制单元判定未安装所述防水罩时，所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式；

当所述控制单元判定已安装所述防水罩时，所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述防水罩是否安装到位；

当所述控制单元判定所述防水罩未安装到位时，所述控制单元做出故障提示；

当所述控制单元判定所述防水罩安装到位时，所述控制单元控制所述无人机启动雨中飞行模式。

4.如权利要求1所述的附件检测装置，其中所述附件包括机臂。

5.如权利要求4所述的附件检测装置，其中：

当所述控制单元判定未安装所述机臂时，所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

当所述控制单元判定已安装所述机臂时，所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述机臂是否安装到位；

当所述控制单元判定所述机臂未安装到位时，所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

当所述控制单元判定所述机臂安装到位时，所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式。

6.如权利要求1-5中任一项所述的附件检测装置，安装在无人机的本体上，其中所述发射单元包括发光二极管，配置成可发出红外光进行探测；所述接收单元包括光电二极管，所述接收单元的探测范围为所述附件的安装范围。

7.一种使用如权利要求1-6中任一项所述的附件检测装置检测附件的方法，包括：

S101：通过发射单元发出检测光束，用以检测附件；

S102：通过接收单元接收所述检测光束的反射回波，并将所述回波转换为电信号；

S103：通过控制单元根据所述接收单元输出的电信号判断所述附件是否在位。

8.如权利要求7所述的检测方法，其中所述附件包括防水罩，所述方法进一步包括：

S104：当所述控制单元判定未安装所述防水罩时，通过所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式；

S105：当所述控制单元判定已安装所述防水罩时，通过所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述防水罩是否安装到位；

S106：当所述控制单元判定所述防水罩未安装到位时，通过所述控制单元做出故障提示；

S107：当所述控制单元判定所述防水罩安装到位时，通过所述控制单元控制所述无人机启动雨中飞行模式。

9.如权利要求7所述的检测方法，其中所述附件包括机臂，所述方法进一步包括：

S104：当所述控制单元判定未安装所述机臂时，通过所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

S105：当所述控制单元判定已安装所述机臂时，通过所述控制单元根据所述接收单元输出的电信号强度判断所述机臂是否安装到位；

S106：当所述控制单元判定所述机臂未安装到位时，通过所述控制单元禁止所述无人机启动飞行模式；

S107：当所述控制单元判定所述机臂安装到位时，通过所述控制单元控制所述无人机启动正常飞行模式。

10.一种无人机，包括：

机体；

机臂，所述机臂可拆地安装到所述机体；

防水罩，所述防水罩可拆地安装到所述机体；和

如权利要求1-9中任一项所述的附件检测装置，配置成可检测所述机臂和/或防水罩是否安装在位。

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