本發(fā)明涉及避障無人機，具體為一種基于視覺避障的無人機及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、避障無人機是指具備實時障礙物檢測和規(guī)避能力的無人機，這類無人機通常配備多種傳感器和算法，以確保在飛行過程中能夠安全地識別和避開障礙物，主要應用于地質(zhì)勘查、搜索救援、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域使用；

2、根據(jù)中國專利申請?zhí)枮椋?01920352444.x，公開了一種基于雙目視覺避障功能的旋翼無人機，包括機體，所述機體上端設置平臺，平臺中間位置開有一個內(nèi)腔，所述內(nèi)腔設置gps導航系統(tǒng)、陀螺儀、重力傳感器、控制器及加速度計，所述機體的正前方設置雙目視覺單元，所述平臺的四個角安裝無刷電機，無刷電機的底端固定在平臺上，頂端連接螺旋槳，驅(qū)動螺旋槳槳葉起飛時旋轉(zhuǎn)展開180度，停飛時兩個槳葉呈折疊狀態(tài)；

3、現(xiàn)有技術(shù)有效的解決了無人機機動性和穩(wěn)定性較差的問題，具有提高飛行性能的優(yōu)點，但是該種避障無人機的視覺相機在無人機下降的過程中不能對地面的障礙物進行實時監(jiān)測，只能通過傳感器進行監(jiān)測，從而降低了無人機下降時的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺避障的無人機及其使用方法，具備了能夠調(diào)節(jié)視覺相機角度，提高無人機下降安全性的優(yōu)點，解決了避障無人機的視覺相機在無人機下降的過程中不能對地面的障礙物進行實時監(jiān)測，只能通過傳感器進行監(jiān)測，從而降低了無人機下降時安全性的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于視覺避障的無人機，包括無人機組件和遙控組件，所述無人機組件包括機身和無人機主板，所述無人機主板安裝于機身的內(nèi)腔，所述無人機組件的表面安裝有避障檢測組件，所述避障檢測組件包括視覺相機、紅外傳感器、前視覺傳感器、毫米波雷達、超聲波傳感器、激光雷達和后視覺傳感器，所述視覺相機安裝于機身底部的前端，所述超聲波傳感器和激光雷達均與機身的底部固定連接，所述前視覺傳感器安裝于機身正面的兩側(cè)，所述后視覺傳感器安裝于機身的背面，所述毫米波雷達安裝于機身的頂部，所述避障檢測組件用于障礙物檢測，所述遙控組件包括外殼、操控組件、顯示器和遙控器主板，所述遙控器主板與無人機主板通過無線電信號無線連接，所述機身內(nèi)腔的前端安裝有調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件包括第二電機、蝸桿、蝸輪和傳動桿，所述調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)視覺相機的角度，所述第二電機與機身的內(nèi)壁固定連接，所述蝸輪與蝸桿嚙合，所述第二電機的輸出軸與蝸桿傳動連接，所述傳動桿的一端與蝸輪固定連接，所述傳動桿的另一端貫穿至機身的外部并與視覺相機固定連接，所述視覺相機的另一側(cè)通過軸承與機身活動連接，所述外殼的背面安裝有無線收發(fā)器。

3、優(yōu)選的，所述無人機組件還包括大臂、折疊臂、槳葉、補光燈、第一電機和姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器安裝于機身的內(nèi)腔，所述補光燈的數(shù)量為兩個，且分別固定于機身的底部和正面。

4、優(yōu)選的，所述第一電機固定于折疊臂的內(nèi)腔，所述槳葉安裝于折疊臂的頂部，所述第一電機的輸出軸貫穿至折疊臂的外部并與槳葉傳動連接，所述大臂的一端與機身固定連接，所述大臂的另一端通過阻尼轉(zhuǎn)軸與折疊臂活動連接。

5、優(yōu)選的，所述遙控器主板安裝于外殼的內(nèi)腔，所述操控組件和顯示器均安裝于外殼的頂部，所述操控組件的輸出端與遙控器主板的輸入端連接，所述遙控器主板的輸出端與顯示器的輸入端連接。

6、優(yōu)選的，所述操控組件包括操控桿和調(diào)節(jié)開關(guān)，所述操控桿的數(shù)量為兩個，且分別位于外殼頂部的兩側(cè)，所述操控桿用于操控無人機組件，所述調(diào)節(jié)開關(guān)用于調(diào)整視覺相機的角度。

7、優(yōu)選的，所述姿態(tài)傳感器和避障檢測組件的輸出端均與無人機主板的輸入端連接，所述無人機主板的輸出端分別與補光燈、第一電機和第二電機的輸入端連接，所述無線收發(fā)器的輸出端和輸入端均與遙控器主板的輸出端和輸入端互連。

8、優(yōu)選的，其使用方法包括如下步驟：

9、a、首先將無人機組件和遙控組件通電后，將無人機組件與遙控組件通過無線收發(fā)器產(chǎn)生的無線電信號進行連接，可采用加密信號連接，確保使用的安全性，然后將折疊臂向一側(cè)拉動使其展開，然后通過操控桿控制無人機組件飛行，遙控器主板將飛行信號傳輸至無人機主板，無人機主板控制第一電機開啟，使第一電機高速旋轉(zhuǎn)帶動槳葉進行轉(zhuǎn)動，從而能夠使無人機組件進行飛行操作；

10、b、在飛行的過程中毫米波雷達能夠?qū)χ車系K物的距離進行探測，視覺相機、紅外傳感器、前視覺傳感器和后視覺傳感器能夠?qū)o人機組件周圍的障礙物進行探測，視覺相機將飛行畫面通過無人機主板傳輸至遙控器主板，遙控器主板將畫面通過顯示器進行顯示，從而能夠方便操作人員操控；

11、c、在下降時通過操控組件調(diào)整視覺相機的角度，無人機主板收到信號后控制第二電機啟動，第二電機的輸出軸轉(zhuǎn)動帶動蝸桿進行轉(zhuǎn)動，蝸桿轉(zhuǎn)動時帶動蝸輪進行轉(zhuǎn)動，蝸輪轉(zhuǎn)動時通過傳動桿帶動視覺相機向下翻轉(zhuǎn)，從而能夠使視覺相機對地面障礙物進行探測和識別，有效的提高了無人機組件下降時的安全性。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

13、1、本發(fā)明通過設置無人機組件、避障檢測組件和遙控組件，起到了能夠進行避障飛行的效果，視覺相機、紅外傳感器、前視覺傳感器、毫米波雷達、超聲波傳感器、激光雷達和后視覺傳感器配合用于對飛行路線上的障礙物進行檢測，通過外殼、操控組件和顯示器的配合，能夠調(diào)整無人機的飛行姿態(tài)，從而能夠使無人機避開障礙物，有效的提高了無人機飛行的安全性。

14、2、本發(fā)明通過第二電機、蝸桿、蝸輪和傳動桿的配合，能夠?qū)σ曈X相機的角度進行調(diào)整，從而能夠使無人機在下降的過程中通過視覺相機對地面障礙物進行監(jiān)測，進而有效的提高了無人機下降的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種基于視覺避障的無人機，包括無人機組件(1)和遙控組件(3)，其特征在于：所述無人機組件(1)包括機身(101)和無人機主板(108)，所述無人機主板(108)安裝于機身(101)的內(nèi)腔，所述無人機組件(1)的表面安裝有避障檢測組件(2)，所述避障檢測組件(2)包括視覺相機(201)、紅外傳感器(202)、前視覺傳感器(203)、毫米波雷達(204)、超聲波傳感器(205)、激光雷達(206)和后視覺傳感器(207)，所述視覺相機(201)安裝于機身(101)底部的前端，所述超聲波傳感器(205)和激光雷達(206)均與機身(101)的底部固定連接，所述前視覺傳感器(203)安裝于機身(101)正面的兩側(cè)，所述后視覺傳感器(207)安裝于機身(101)的背面，所述毫米波雷達(204)安裝于機身(101)的頂部，所述避障檢測組件(2)用于障礙物檢測，所述遙控組件(3)包括外殼(31)、操控組件(32)、顯示器(33)和遙控器主板(34)，所述遙控器主板(34)與無人機主板(108)通過無線電信號無線連接，所述機身(101)內(nèi)腔的前端安裝有調(diào)節(jié)組件(4)，所述調(diào)節(jié)組件(4)包括第二電機(401)、蝸桿(402)、蝸輪(403)和傳動桿(404)，所述調(diào)節(jié)組件(4)用于調(diào)節(jié)視覺相機(201)的角度，所述第二電機(401)與機身(101)的內(nèi)壁固定連接，所述蝸輪(403)與蝸桿(402)嚙合，所述第二電機(401)的輸出軸與蝸桿(402)傳動連接，所述傳動桿(404)的一端與蝸輪(403)固定連接，所述傳動桿(404)的另一端貫穿至機身(101)的外部并與視覺相機(201)固定連接，所述視覺相機(201)的另一側(cè)通過軸承與機身(101)活動連接，所述外殼(31)的背面安裝有無線收發(fā)器(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺避障的無人機，其特征在于：所述無人機組件(1)還包括大臂(102)、折疊臂(103)、槳葉(104)、補光燈(105)、第一電機(106)和姿態(tài)傳感器(107)，所述姿態(tài)傳感器(107)安裝于機身(101)的內(nèi)腔，所述補光燈(105)的數(shù)量為兩個，且分別固定于機身(101)的底部和正面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于視覺避障的無人機，其特征在于：所述第一電機(106)固定于折疊臂(103)的內(nèi)腔，所述槳葉(104)安裝于折疊臂(103)的頂部，所述第一電機(106)的輸出軸貫穿至折疊臂(103)的外部并與槳葉(104)傳動連接，所述大臂(102)的一端與機身(101)固定連接，所述大臂(102)的另一端通過阻尼轉(zhuǎn)軸與折疊臂(103)活動連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺避障的無人機，其特征在于：所述遙控器主板(34)安裝于外殼(31)的內(nèi)腔，所述操控組件(32)和顯示器(33)均安裝于外殼(31)的頂部，所述操控組件(32)的輸出端與遙控器主板(34)的輸入端連接，所述遙控器主板(34)的輸出端與顯示器(33)的輸入端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視覺避障的無人機，其特征在于：所述操控組件(32)包括操控桿(321)和調(diào)節(jié)開關(guān)(322)，所述操控桿(321)的數(shù)量為兩個，且分別位于外殼(31)頂部的兩側(cè)，所述操控桿(321)用于操控無人機組件(1)，所述調(diào)節(jié)開關(guān)(322)用于調(diào)整視覺相機(201)的角度。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于視覺避障的無人機，其特征在于：所述姿態(tài)傳感器(107)和避障檢測組件(2)的輸出端均與無人機主板(108)的輸入端連接，所述無人機主板(108)的輸出端分別與補光燈(105)、第一電機(106)和第二電機(401)的輸入端連接，所述無線收發(fā)器(5)的輸出端和輸入端均與遙控器主板(34)的輸出端和輸入端互連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項所述的一種基于視覺避障的無人機的使用方法，其特征在于：其使用方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于視覺避障的無人機及其使用方法，包括無人機組件和遙控組件，所述無人機組件包括機身和無人機主板，所述無人機主板安裝于機身的內(nèi)腔，所述無人機組件的表面安裝有避障檢測組件，所述避障檢測組件包括視覺相機、紅外傳感器、前視覺傳感器、毫米波雷達、超聲波傳感器、激光雷達和后視覺傳感器，所述視覺相機安裝于機身底部的前端，所述超聲波傳感器和激光雷達均與機身的底部固定連接，所述前視覺傳感器安裝于機身正面的兩側(cè)。本發(fā)明通過第二電機、蝸桿、蝸輪和傳動桿的配合，能夠?qū)σ曈X相機的角度進行調(diào)整，從而能夠使無人機在下降的過程中通過視覺相機對地面障礙物進行監(jiān)測，進而有效的提高了無人機下降的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：韓正星,陳斌文,張成
受保護的技術(shù)使用者：拓恒技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8