CN204916207U - 飞行器及其避障系统 - Google Patents

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江文彥
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Abstract

本实用新型公开了一种飞行器及其避障系统，所述避障系统包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接；所述第二控制器分别与所述摄像装置和所述云台控制系统电连接。本实用新型弥补了现有的飞行器不能自动躲避障碍物的不足，能够使得所述飞行器脱离操控者的控制，减少操控者的控制压力，自动避开前方的障碍物，防止飞行器因发生撞击而造成损坏或损毁。

Description

飞行器及其避障系统
技术领域
本实用新型涉及飞行器的避障领域，尤其涉及一种飞行器及其避障系统。
背景技术
飞行器在飞行过程如何避开障碍物是飞行控制的一大难题。现有技术中通常是依赖操控者的遥控水平，即操控者首先利用肉眼判断飞行器的周围是否有障碍物，然后通过遥控控制飞行器改变飞行的方向以躲避障碍物。然而，在实际操作中这种方式常常出现以下情况：
1、如果飞行器已经飞到了操控者的视野之外，操控者就无法知道飞行器的周围是否有障碍物；
2、即使操控者看见了障碍物，操控者也有可能出现操作不当，而使飞行器撞击障碍物。
由此看来，无论上述哪种情况出现，飞行器都难免会撞击障碍物，导致损坏或损毁。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有的飞行器不能自动躲避障碍物的缺陷，提供一种能够自动躲避障碍物的飞行器及其避障系统。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
本实用新型提供一种飞行器的避障系统，其特点是，一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接，所述第二控制器分别与所述摄像装置和所述云台控制系统电连接。
所述摄像装置捕获的图像即为所述飞行器前方的图像，如飞行器向东飞行，那么摄像装置捕获的就是东面的图像，向西飞行则捕获的就是西面的图像。所述云台增稳系统用于增加所述云台主体的稳定性，进而保证所述摄像装置的摄像方向向前。
所述避障系统的第二控制器通过接收所述摄像装置传送的图像向所述第一控制器发送控制信号，以改变所述飞行器的飞行方向，使得所述飞行器脱离操控者的控制，自动避开前方的障碍物，防止发生撞击，避免飞行器损坏。
较佳地，所述云台控制系统包括一第一控制器、一第一电机和一第二电机，所述第一控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接，所述第一电机、所述第二电机还分别与所述云台主体连接。
其中，所述第一电机、所述第二电机分别用于利用现有技术控制所述云台主体在三维坐标系的Pitch轴和Roll轴的轴向上的转动。所述云台控制系统可以仅设有Pitch轴和Roll轴的两轴电机，在第三轴Yaw轴的轴向则是固定的，无需设置对应的电机。所述第一控制器仅用于向两轴电机发出运转信号以使得所述摄像装置的摄像方向向前，保证摄像装置的稳定性和平衡性。
较佳地，所述云台控制系统还包括一第三电机，所述第三电机与所述云台主体连接，还与所述第一控制器电连接。
这种情况下，通过三轴电机的运转保证所述摄像装置的方向更平稳。本领域技术人员应当理解，Yaw轴为航向轴、Pitch轴为俯仰轴、Roll轴为横滚轴，绕航向轴的转动为相对于飞机前进方向的左右转动，绕俯仰轴的转动为相对于飞机前进方向的上下转动，绕横滚轴的转动为以机身长度方向为轴的转动。
较佳地，还包括一测距模组，所述测距模组用于检测所述飞行器与捕获的图像中的障碍物之间的距离，所述测距模组还与所述第二控制器电连接。
由于所述摄像装置捕获的图像往往都是二维平面的，所以增设测距模组可以辅助测量障碍物的位置，防止飞行器过早地改变飞行方向。
较佳地，所述避障系统包括多个摄像装置，该些摄像装置分别设于所述云台主体的不同方向上。
多个摄像装置可以捕获多个方向上的图像，进而可以多方位的避障。如在所述云台主体的前后左右分别设置摄像装置，可以使飞行器无论向哪个方向飞行都能避障。
较佳地，所述测距模组为一激光测距模组。所述激光测距模组采用现有技术即可实现，故在此不再赘述。
较佳地，所述避障系统还包括一无线发送模块，所述无线发送模块用于将所述摄像装置捕获的图像发送至一用于控制所述飞行器的遥控器。
其中，所述遥控器可以显示接收到的图像，以便于操控者查看飞行器前方是否有障碍物。
较佳地，所述第二控制器还用于接收所述遥控器发出的控制信号。
其中，所述避障系统不仅能够自动避开障碍物，还能通过执行遥控器发出的控制信号避开障碍物，实现了手动自动一体化。
本实用新型还提供一种飞行器，其特点是，包括上述各优选条件任意组合的一种避障系统。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的飞行器及其避障系统能够使得所述飞行器脱离操控者的控制，减少操控者的控制压力，自动避开前方的障碍物，防止飞行器因发生撞击而造成损坏或损毁。并且，摄像装置的稳定性得到了很好的保证，为准确地避障提供了可靠的保障。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的飞行器的避障系统的系统示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例
如图1所示，本实施例的避障系统包括一云台增稳系统、一第二控制器12和一摄像装置13。
所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统11，所述云台主体设置有所述摄像装置13，所述摄像装置13用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统11与所述云台主体连接。
所述云台控制系统11包括一第一控制器114、一第一电机111、一第二电机112及一第三电机113。
所述第一电机111、所述第二电机112及所述第三电机113分别与所述云台主体连接，用于分别控制所述云台主体在三维坐标系的三个轴向上的转动，如所述第一电机111、所述第二电机112及所述第三电机113用于分别控制所述云台主体在Yaw轴、Pitch轴和Roll轴上的转动。
所述第一控制器114分别与所述第一电机111、所述第二电机112和所述第三电机113电连接，用于向所述第一电机111、所述第二电机112及所述第三电机113发出运转信号以保证所述摄像装置13的摄像方向向前。
所述第二控制器12分别与所述摄像装置13和所述第一控制器114电连接。所述第二控制器12通过接收所述摄像装置13传送的图像向所述第一控制器114发送控制信号，以改变所述飞行器的飞行方向，使得所述飞行器脱离操控者的控制，自动避开前方的障碍物，防止发生撞击，避免飞行器损坏。
为了使所述避障系统更准确地判断出障碍物的位置，所述避障系统还进一步地包括一测距模组14，所述测距模组14用于检测所述飞行器与捕获的图像中的障碍物之间的距离，所述测距模组14还与所述第二控制器12电连接。本实施例中所述测距模组14为一激光测距模组。
为了进行多方位的避障，所述避障系统还包括多个摄像装置，该些摄像装置分别设于所述云台主体的不同方向上，用于捕获不同方向的图像。此时，所述避障系统可以为每一摄像装置分别配置一个测距模组配合使用，也可以所有摄像装置共用一个可旋转的、能够测量多个方向的距离的测距模组。
所述避障系统还包括一无线发送模块15。所述无线发送模块15用于将所述摄像装置13捕获的图像发送至一与所述飞行器相匹配的遥控器。所述遥控器可以显示接收到的图像，以便于操控者查看飞行器前方是否有障碍物。
所述第二控制器12还用于接收所述遥控器发出的控制信号。
本实施例的飞行器包括所述避障系统和现有飞行器的其它部件。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种飞行器的避障系统，其特征在于，包括一摄像装置、一云台增稳系统和一第二控制器；所述云台增稳系统包括一云台主体和一云台控制系统，所述云台主体设置有所述摄像装置，所述摄像装置用于在所述飞行器飞行时捕获飞行方向上的图像，所述云台控制系统与所述云台主体连接，所述第二控制器分别与所述摄像装置和所述云台控制系统电连接。
2.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述云台控制系统包括一第一控制器、一第一电机和一第二电机，所述第一控制器分别与所述第一电机和所述第二电机电连接，所述第一电机、所述第二电机还分别与所述云台主体连接。
3.如权利要求2所述的避障系统，其特征在于，所述云台控制系统还包括一第三电机，所述第三电机与所述云台主体连接，还与所述第一控制器电连接。
4.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，还包括一测距模组，所述测距模组用于检测所述飞行器与捕获的图像中的障碍物之间的距离，所述测距模组还与所述第二控制器电连接。
5.如权利要求4所述的避障系统，其特征在于，所述测距模组为一激光测距模组。
6.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述避障系统包括多个摄像装置，该些摄像装置分别设于所述云台主体的不同方向上。
7.如权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述避障系统还包括一无线发送模块，所述无线发送模块用于将所述摄像装置捕获的图像发送至一与所述飞行器相匹配的遥控器。
8.如权利要求7所述的避障系统，其特征在于，所述第二控制器还用于接收所述遥控器发出的控制信号。
9.一种飞行器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的避障系统。
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