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一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)

閱讀：367發(fā)布：2020-05-11

專利匯可以提供一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且本實用新型公開了一種具有 降落傘 安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，包括：無人機、 微處理器 、 激光雷達 、降落傘安全保護裝置、地面基站和智能停機坪，所述微處理器分別與無人機、激光雷達和降落傘安全保護裝置電性連接，所述地面基站分別與無人機、智能停機坪通訊連接。本實用新型實現(xiàn)了無人機的環(huán)境 感知 ，有效的掌握了無人機周圍的障礙物信息，提高了無人機系統(tǒng)的避障效果，降低了操作難度，提高無人機的控制 精度 ，可防止著陸沖擊 載荷 對無人機 機身 結構和機載設備造成損傷，延長無人機使用壽命，保障無人機系統(tǒng)能夠重復使用，可提供無人機精準降落、自主充電，減少現(xiàn)場人員的參與，大幅提高產(chǎn)品應用效率，且可實現(xiàn)無人機集群控制，大幅提高無人機作業(yè)能 力 。(ESM)同樣的 發(fā)明 創(chuàng)造已同日 申請 發(fā)明 專利，下面是一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)專利的具體信息內容。

1.一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于，包括：無人機、微處理器、激光雷達、降落傘安全保護裝置、地面基站和智能停機坪，所述微處理器設置在無人機的內部，所述激光雷達設置在無人機上，所述降落傘安全保護裝置設置在無人機的頂部，所述微處理器分別與無人機、激光雷達和降落傘安全保護裝置電性連接，所述地面基站分別與無人機、智能停機坪通訊連接；
所述微處理器包括激光雷達驅動模塊、三維模型建立模塊、主動避障模塊、導航模塊和飛行控制模塊；
所述激光雷達驅動模塊內置激光雷達驅動程序，用于控制激光雷達對無人機周圍環(huán)境進行360°掃描，得到無人機的周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)；
所述三維模型建立模塊內置環(huán)境建模程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，通過點云匹配算法生成數(shù)字三維模型，并將數(shù)字三維模型無線發(fā)送至地面基站，以實時顯示；
所述主動避障模塊內置避障程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，并計算預設范圍內障礙物與無人機的距離和角度，根據(jù)距離和角度，確定當前飛行路線；
所述導航模塊內置導航程序，用于獲取當前飛行路線，并計算無人機的當前控制參數(shù)；
所述飛行控制模塊內置飛行控制程序，用于獲取當前控制參數(shù)，并產(chǎn)生當前控制指令，從而控制無人機按照當前飛行路線行駛；
所述降落傘安全保護裝置包括傳感器模塊、降落傘、伺服釋放模塊；
所述傳感器模塊用于檢測無人機的飛行狀態(tài)，并將獲取的無人機的飛行狀態(tài)發(fā)送給微處理器；
所述伺服釋放模塊用于在當無人機降落時控制開啟降落傘。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述智能停機坪包括停機平臺、環(huán)境監(jiān)測模塊、遠程控制模塊和自動充電模塊，所述的環(huán)境監(jiān)測模塊和自動充電模塊分別通過遠程控制模塊與地面基站通訊連接；
所述環(huán)境監(jiān)測模塊用于檢測無人機的降落位置的環(huán)境；
所述自動充電模塊用于在無人機降落完成后對無人機進行自動充電。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述的自動充電模塊包括電池平衡保護器和充電端子，所述充電端子和電池平衡保護器均與遠程控制模塊耦接，所述充電端子與無人機上的充電端口相匹配。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：還包括氣囊緩沖裝置，所述氣囊緩沖裝置包括充氣模塊和氣囊，所述充氣模塊與微處理器電性連接，所述充氣模塊通過管道與氣囊相連通，所述氣囊設置在無人機的底部。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述充氣模塊采用惰性氣體，所述氣囊采用橡膠囊體。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：還包括電源裝置，所述電源裝置包括蓄電池模塊和供電電路模塊，所述供電電路模塊與微處理器電性連接，所述蓄電池模塊和供電電路模塊電性連接，用于為整個系統(tǒng)進行供電。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述電源裝置還包括太陽能供電模塊，所述太陽能供電模塊與蓄電池模塊電性連接，用于通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能存儲在蓄電池模塊中。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述無人機上還設置有GPS定位裝置，所述GPS定位裝置電性連接于微處理器。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，其特征在于：所述微處理器采用STM32F103C8T6單片機。

說明書全文

一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)

技術領域

[0001] 本發(fā)明屬于無人機技術領域，更具體地說，尤其涉及一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)。

背景技術

[0002] 無人駕駛飛機簡稱“無人機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。與有人駕駛飛機相比，無人機往往更適合那些太“愚鈍，骯臟或危險”的任務。無人機按應用領域，可分為軍用與民用。?軍用方面，無人機分為偵察機和靶機。民用方面，無人機+行業(yè)應用，是無人機真正的剛需；目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監(jiān)控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、制造浪漫等等領域的應用，大大的拓展了無人機本身的用途。
[0003] 現(xiàn)有的無人機系統(tǒng)的自動充電、集群模式仍然是限制無人機大規(guī)模作業(yè)的難題，無法有效發(fā)揮其優(yōu)勢，且無法對飛行路線上的障礙物進行探測和規(guī)避，因此造成碰撞、墜機，由于目前的無人機成本很高，碰撞或墜機事故會大大增加使用者的成本，同時目前無人機的降落傘保護裝置已經(jīng)得到了應用，但是用戶必須手動操作降落傘控制按鈕或者進行其它操作才能夠打開降落傘，降落傘保護功能受到了制約。
[0004] 因此，我們提出一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)。

發(fā)明內容

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，實現(xiàn)了無人機的環(huán)境感知，有效的掌握了無人機周圍的障礙物信息，提高了無人機系統(tǒng)的避障效果，降低了操作難度，提高無人機的控制精度，可防止著陸沖擊載荷對無人機機身結構和機載設備造成損傷，延長無人機使用壽命，保障無人機系統(tǒng)能夠重復使用，可提供無人機精準降落、自主充電，減少現(xiàn)場人員的參與，大幅提高產(chǎn)品應用效率，且可實現(xiàn)無人機集群控制，大幅提高無人機作業(yè)能力，而提出的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0007] 一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，包括：無人機、微處理器、激光雷達、降落傘安全保護裝置、地面基站和智能停機坪，所述微處理器設置在無人機的內部，所述激光雷達設置在無人機上，所述降落傘安全保護裝置設置在無人機的頂部，所述微處理器分別與無人機、激光雷達和降落傘安全保護裝置電性連接，所述地面基站分別與無人機、智能停機坪通訊連接；
[0008] 所述微處理器包括激光雷達驅動模塊、三維模型建立模塊、主動避障模塊、導航模塊和飛行控制模塊；
[0009] 所述激光雷達驅動模塊內置激光雷達驅動程序，用于控制激光雷達對無人機周圍環(huán)境進行360°掃描，得到無人機的周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)；
[0010] 所述三維模型建立模塊內置環(huán)境建模程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，通過點云匹配算法生成數(shù)字三維模型，并將數(shù)字三維模型無線發(fā)送至地面基站，以實時顯示；
[0011] 所述主動避障模塊內置避障程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，并計算預設范圍內障礙物與無人機的距離和角度，根據(jù)距離和角度，確定當前飛行路線；
[0012] 所述導航模塊內置導航程序，用于獲取當前飛行路線，并計算無人機的當前控制參數(shù)；
[0013] 所述飛行控制模塊內置飛行控制程序，用于獲取當前控制參數(shù)，并產(chǎn)生當前控制指令，從而控制無人機按照當前飛行路線行駛；
[0014] 所述降落傘安全保護裝置包括傳感器模塊、降落傘、伺服釋放模塊；
[0015] 所述傳感器模塊用于檢測無人機的飛行狀態(tài)，并將獲取的無人機的飛行狀態(tài)發(fā)送給微處理器；
[0016] 所述伺服釋放模塊用于在當無人機降落時控制開啟降落傘。
[0017] 優(yōu)選的，所述智能停機坪包括停機平臺、環(huán)境監(jiān)測模塊、遠程控制模塊和自動充電模塊，所述的環(huán)境監(jiān)測模塊和自動充電模塊分別通過遠程控制模塊與地面基站通訊連接；
[0018] 所述環(huán)境監(jiān)測模塊用于檢測無人機的降落位置的環(huán)境；
[0019] 所述自動充電模塊用于在無人機降落完成后對無人機進行自動充電。
[0020] 優(yōu)選的，所述的自動充電模塊包括電池平衡保護器和充電端子，所述充電端子和電池平衡保護器均與遠程控制模塊耦接，所述充電端子與無人機上的充電端口相匹配。
[0021] 優(yōu)選的，還包括氣囊緩沖裝置，所述氣囊緩沖裝置包括充氣模塊和氣囊，所述充氣模塊與微處理器電性連接，所述充氣模塊通過管道與氣囊相連通，所述氣囊設置在無人機的底部。
[0022] 優(yōu)選的，所述充氣模塊采用惰性氣體，所述氣囊采用橡膠囊體。
[0023] 優(yōu)選的，還包括電源裝置，所述電源裝置包括蓄電池模塊和供電電路模塊，所述蓄電池模塊和供電電路模塊電性連接，所述供電電路模塊與微處理器電性連接，用于為整個系統(tǒng)進行供電。
[0024] 優(yōu)選的，所述電源裝置還包括太陽能供電模塊，所述太陽能供電模塊與蓄電池模塊電性連接，用于通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能存儲在蓄電池模塊中。
[0025] 優(yōu)選的，所述無人機上還設置有GPS定位裝置，所述GPS定位裝置電性連接于微處理器。
[0026] 本發(fā)明的技術效果和優(yōu)點：
[0027] 本發(fā)明提供的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，本發(fā)明通過微處理器和激光雷達的配合，實現(xiàn)了無人機的環(huán)境感知，有效的掌握了無人機周圍的障礙物信息，提高了無人機系統(tǒng)的避障效果，降低了操作難度，提高無人機的控制精度，通過微處理器和降落傘安全保護裝置能在無人機降落時自動打開降落傘，保護無人機機身，防止著陸沖擊載荷對無人機機身結構和機載設備造成損傷，延長無人機使用壽命，保障無人機系統(tǒng)能夠重復使用，通過微處理器、智能停機坪和地面基站的配合提供無人機精準降落、自主充電，減少現(xiàn)場人員的參與，大幅提高產(chǎn)品應用效率，且可實現(xiàn)無人機集群控制，大幅提高無人機作業(yè)能力。附圖說明
[0028] 圖1為本發(fā)明的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)的通訊連接的模塊示意圖；
[0029] 圖2為本發(fā)明的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)的電性連接的模塊示意圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)的降落傘安全保護裝置打開的流程示意圖；
[0031] 圖4為本發(fā)明的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)的STM32F103C8T6單片機及其外圍電路示意圖；
[0032] 圖5為本發(fā)明的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)的激光雷達的工作原理模型示意圖。

具體實施方式

[0033] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034] 請參閱圖1-5，本發(fā)明提供一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，包括：無人機、微處理器、激光雷達、降落傘安全保護裝置、地面基站和智能停機坪，所述微處理器設置在無人機的內部，所述激光雷達設置在無人機上，所述降落傘安全保護裝置設置在無人機的頂部，所述微處理器分別與無人機、激光雷達和降落傘安全保護裝置電性連接，所述地面基站分別與無人機、智能停機坪通訊連接；
[0035] 所述微處理器包括激光雷達驅動模塊、三維模型建立模塊、主動避障模塊、導航模塊和飛行控制模塊；
[0036] 所述激光雷達驅動模塊內置激光雷達驅動程序，用于控制激光雷達對無人機周圍環(huán)境進行360°掃描，得到無人機的周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)；
[0037] 所述三維模型建立模塊內置環(huán)境建模程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，通過點云匹配算法生成數(shù)字三維模型，并將數(shù)字三維模型無線發(fā)送至地面基站，以實時顯示；
[0038] 所述主動避障模塊內置避障程序，用于訂閱周圍環(huán)境點云數(shù)據(jù)，并計算預設范圍內障礙物與無人機的距離和角度，根據(jù)距離和角度，確定當前飛行路線；
[0039] 所述導航模塊內置導航程序，用于獲取當前飛行路線，并計算無人機的當前控制參數(shù)；
[0040] 所述飛行控制模塊內置飛行控制程序，用于獲取當前控制參數(shù)，并產(chǎn)生當前控制指令，從而控制無人機按照當前飛行路線行駛；
[0041] 所述降落傘安全保護裝置包括傳感器模塊、降落傘、伺服釋放模塊；
[0042] 所述傳感器模塊用于檢測無人機的飛行狀態(tài)，并將獲取的無人機的飛行狀態(tài)發(fā)送給微處理器；
[0043] 所述伺服釋放模塊用于在當無人機降落時控制開啟降落傘。
[0044] 具體的，所述智能停機坪包括停機平臺、環(huán)境監(jiān)測模塊、遠程控制模塊和自動充電模塊，所述的環(huán)境監(jiān)測模塊和自動充電模塊分別通過遠程控制模塊與地面基站通訊連接；
[0045] 所述環(huán)境監(jiān)測模塊用于檢測無人機的降落位置的環(huán)境；
[0046] 所述自動充電模塊用于在無人機降落完成后對無人機進行自動充電。
[0047] 具體的，所述的自動充電模塊包括電池平衡保護器和充電端子，所述充電端子和電池平衡保護器均與遠程控制模塊耦接，所述充電端子與無人機上的充電端口相匹配。
[0048] 具體的，還包括氣囊緩沖裝置，所述氣囊緩沖裝置包括充氣模塊和氣囊，所述充氣模塊與微處理器電性連接，所述充氣模塊通過管道與氣囊相連通，所述氣囊設置在無人機的底部。
[0049] 具體的，所述充氣模塊采用惰性氣體，所述氣囊采用橡膠囊體。
[0050] 具體的，還包括電源裝置，所述電源裝置包括蓄電池模塊和供電電路模塊，所述蓄電池模塊和供電電路模塊電性連接，所述供電電路模塊與微處理器電性連接，用于為整個系統(tǒng)進行供電。
[0051] 具體的，所述電源裝置還包括太陽能供電模塊，所述太陽能供電模塊與蓄電池模塊電性連接，用于通過太陽能電池板將太陽能轉化為電能存儲在蓄電池模塊中。
[0052] 具體的，所述無人機上還設置有GPS定位裝置，所述GPS定位裝置電性連接于微處理器。
[0053] 綜上所述：本發(fā)明提供的一種具有降落傘安全保護裝置的無人機系統(tǒng)，本發(fā)明通過微處理器和激光雷達的配合，實現(xiàn)了無人機的環(huán)境感知，有效的掌握了無人機周圍的障礙物信息，提高了無人機系統(tǒng)的避障效果，降低了操作難度，提高無人機的控制精度，通過微處理器和降落傘安全保護裝置能在無人機降落時自動打開降落傘，保護無人機機身，防止著陸沖擊載荷對無人機機身結構和機載設備造成損傷，延長無人機使用壽命，保障無人機系統(tǒng)能夠重復使用，通過微處理器、智能停機坪和地面基站的配合提供無人機精準降落、自主充電，減少現(xiàn)場人員的參與，大幅提高產(chǎn)品應用效率，且可實現(xiàn)無人機集群控制，大幅提高無人機作業(yè)能力。
[0054] 最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
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