CN205540290U - 一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机 - Google Patents

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王飞
林劲
张继孝
丛日顺
高可
梅洪
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一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其包括信号采集部分、信号处理部分、遥控导航部分、动作执行部分，信号采集部分包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置；超声波测距装置包括处理器、发射电路、回波整形滤波电路、接收电路、温度采集电路以及声学探头，处理器产生发射信号通过发射电路和声学探头后产生超声波，超声波的回波信号通过声学探头、接收电路和回波整形滤波电路进入处理器，计算回波信号和发射信号之间的时间差，从而得到无人机与目标之间的距离。

Description

一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机
技术领域
本实用新型涉及一种无人机，尤其是一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机。
背景技术
随着科学技术的发展，各式各样的飞行器已逐渐进入实用阶段。多旋翼无人机因其轻巧、灵活的机身被广泛用于执行地理测绘、航拍等工作。由于多旋翼无人机本身有限的负载能力和体积限制，导致其对外围机载模块要求极为苛刻多旋翼无人机在低速飞行时，旋翼荷载和机体惯性都比较小，十分容易受气流干扰，这就需要无人机的控制系统更加灵活，外围机载模块与主控制系统在数据通信方面要更实时、更加精确。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机。
本实用新型的技术方案为：一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其包括信号采集部分、信号处理部分、遥控导航部分、动作执行部分，
信号采集部分包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置；
信号处理部分包括信号转换电路、主控计算机、信号输入电路；
遥控导航部分包括磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、无线数据传输模块、遥控接收机；
动作执行部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器；
磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置的模拟信号通过信号转换电路转换为数字信号提供给主控计算机，进而得出无人机的姿态、位置、方位以及速度，经过数据处理后向PWM驱动器提供调制驱动信号控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速；
超声波测距装置包括处理器、发射电路、回波整形滤波电路、接收电路、温度采集电路以及声学探头，处理器产生发射信号通过发射电路和声学探头后产生超声波，超声波的回波信号通过声学探头、接收电路和回波整形滤波电路进入处理器，计算回波信号和发射信号之间的时间差，从而得到无人机与目标之间的距离。
本实用新型的有益效果：有效实现了无人机与目标障碍之间的测量，从而为自主避障提供了硬件支持，为多旋翼无人机系统实现定位的准确性以及在定位模式下航拍效果的稳定性起到了很好的保障作用。
附图说明
图1为本实用新型的系统框图。
图2为本实用新型的超声波测距装置框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型的实施例参考图1、2所示，一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其包括信号采集部分、信号处理部分、遥控导航部分、动作执行部分，
信号采集部分包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置；
信号处理部分包括信号转换电路、主控计算机、信号输入电路；
遥控导航部分包括磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、无线数据传输模块、遥控接收机；
动作执行部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器；
磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置的模拟信号通过信号转换电路转换为数字信号提供给主控计算机，进而得出无人机的姿态、位置、方位以及速度，经过数据处理后向PWM驱动器提供调制驱动信号控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速；
超声波测距装置包括处理器、发射电路、回波整形滤波电路、接收电路、温度采集电路以及声学探头，处理器产生发射信号通过发射电路和声学探头后产生超声波，超声波的回波信号通过声学探头、接收电路和回波整形滤波电路进入处理器，计算回波信号和发射信号之间的时间差，从而得到无人机与目标之间的距离。
进一步的说，磁航向仪测量无人机的绝对方位；GPS天线获取GPS卫星定位信号，并转换为位置坐标；多普勒雷达测量无人机的飞行速度；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度；超声波测距装置用于测量无人机与前方物体之间的相对距离。
进一步的说，无线数据传输模块、遥控接收机通过CAN总线与主控计算机进行双向数据传输。
进一步的说，旋翼为四个、六个或者八个。
以上所述实施方式仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其包括信号采集部分、信号处理部分、遥控导航部分、动作执行部分，其特征在于：
信号采集部分包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置；
信号处理部分包括信号转换电路、主控计算机、信号输入电路；
遥控导航部分包括磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、无线数据传输模块、遥控接收机；
动作执行部分包括旋翼、电机、电子调速器、PWM驱动器；
磁航向仪、GPS天线、多普勒雷达、三轴陀螺仪、三轴加速度计、气压高度计、超声波测距装置的模拟信号通过信号转换电路转换为数字信号提供给主控计算机，进而得出无人机的姿态、位置、方位以及速度，经过数据处理后向PWM驱动器提供调制驱动信号控制电子调速器，电子调速器与安装有旋翼的电机机械连接，从而控制旋翼的转速；
超声波测距装置包括处理器、发射电路、回波整形滤波电路、接收电路、温度采集电路以及声学探头，处理器产生发射信号通过发射电路和声学探头后产生超声波，超声波的回波信号通过声学探头、接收电路和回波整形滤波电路进入处理器。
2.根据权利要求1所述的一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其特征在于：磁航向仪测量无人机的绝对方位；GPS天线获取GPS卫星定位信号，并转换为位置坐标；多普勒雷达测量无人机的飞行速度；三轴陀螺仪测量无人机的三轴角加速度；三轴加速度计测量无人机的三轴线加速度；气压高度计测量无人机的绝对海拔高度；超声波测距装置用于测量无人机与前方物体之间的相对距离。
3.根据权利要求1所述的一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其特征在于：无线数据传输模块、遥控接收机通过CAN总线与主控计算机进行双向数据传输。
4.根据权利要求1所述的一种具有超声波测距装置的多旋翼无人机，其特征在于：旋翼为四个、六个或者八个。
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Pledgee: Bank of Communications Ltd. Beijing Zhongguancun Park sub branch

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