无人机激光避障系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105739519 A (43)申请公布日 2016.07.06

(21)申请号 201410766209.9(22)申请日 2014.12.11

(71)申请人中孚航空科技（天津）有限公司

地址300308 天津市滨海新区天津空港经济

区经二路225号中国民航科技产业化基地一号厂房A座四层东侧(72)发明人郭献民 范立伟(51)Int.Cl.

G05D 1/10(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图1页

(54)发明名称

无人机激光避障系统(57)摘要

本发明为无人机激光避障系统，包括ARM Cortex-M嵌入式模块和避障传感器模块。利用激光测距技术，将激光测距模块配置在无刷直流电机驱动的测距系统内，测距系统可360°旋转并感知旋转角度，如发现障碍物则将障碍的角度信息和距离信息发送给飞控系统，飞控系统根据测距系统反馈的数据修改航线或高度以躲避障碍物。

C N 1 0 5 7 3 9 5 1 9 A CN 105739519 A

权 利 要 求 书

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1.一种无人机激光避障系统，包括ARM Cortex-M嵌入式模块和避障传感器模块，其特征在于：所述的ARM Cortex-M嵌入式模块包括基于STM32MCU的机载硬件模块、机载端嵌入式避障算法；传感器模块采用使用激光测距传感器、角位移传感器，激光测距传感器用于探测障碍物距离，角位移传感器用于障碍物的角度ARM Cortex-M嵌入式模块用于转换无人机遥控器及接收机的数据链转换，可以在不破坏原飞控链路基础上增加避障功能算法；避障传感器模块用于识别避障距离、参数传递给通讯链路转换器。

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说 明 书无人机激光避障系统

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技术领域

本发明涉及一种新型综合化的无人机激光避障系统，适用于无人直升机及多旋翼无人机的避障警告及躲避障碍功能。

[0002] 本发明涉及一种新型的以ARM Cortex-M嵌入式技术为核心的无人机避障系统，解决了无人机在超视距飞行过程中遭遇障碍物的告警，主动干预控制飞机悬停，自动提升高度或重新规划航线躲避障碍的功能。

[0001]

背景技术

目前无人机性能随着动力技术更新逐渐提升，无人机由视距内飞行逐步演变为超

视距飞行，在超视距状态下，多采用图传监控摄像的方式进行控制，尚未采用无人机避障系统。这对于无人机的超视距控制是极不安全的。[0004] 无人机的飞行活动量不断增加，给复杂空域环境内的其他飞行器以及地面第三方带来很大的安全隐患，无人机可能引发的危害主要包括空中相撞和地面撞击，为保障飞行安全，目前各国对无人机的运行管理普遍保持审慎的态度[0005] 随着传感器技术的发展，激光测距传感器模块已经小型化，采用专门设计的扫描装置可以安装在无人机上，为无人机提供主动避障，被动障碍告警等功能。

[0003]

发明内容

本发明所要解决的问题在于，利用激光测距技术，将激光测距模块配置在无刷直流电机驱动的测距系统内，测距系统可360°旋转并感知旋转角度，如发现障碍物则将障碍的角度信息和距离信息发送给飞控系统，飞控系统根据测距系统反馈的数据修改航线或高度以躲避障碍物。

[0007] 本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：[0008] 一种无人机激光避障系统，包括ARM Cortex-M嵌入式模块和避障传感器模块，所述的ARM Cortex-M嵌入式模块包括基于STM32MCU的机载硬件模块、机载端嵌入式避障算法；传感器模块采用使用激光测距传感器、角位移传感器，激光测距传感器用于探测障碍物距离，角位移传感器用于障碍物的角度ARM Cortex-M嵌入式模块用于转换无人机遥控器及接收机的数据链转换，可以在不破坏原飞控链路基础上增加避障功能算法；避障传感器模块用于识别避障距离、参数传递给通讯链路转换器。[0009] 1、激光测距传感器、角位移传感器技术，将距离、角度信息转换为电信号，ARM Cortex-M嵌入式技术负责采集和算法转换为有效探测距离和测距系统旋转角度。[0010] 2、无刷直流电机控制技术，驱动测距系统以固定速度和角度范围旋转，以满足不同机型的避障要求。

[0006]

3、避障算法，在飞控系统中增加避障算法，根据测距系统提供的角度信息和距离

信息，变更航线或高度。

[0012] 本发明实现了激光测距传感器技术、嵌入式技术与无人机技术的融合，提高无人

[0011]

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说 明 书

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机超视距航线飞行的安全性。附图说明

图1是无人机激光避障系统原理图；

[0014] 本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

[0013]

具体实施方式

[0015] 以下结合附图及较佳的实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。[0016] 参见图1，无刷直流电机驱动测距系统以固定速度和角度范围旋转，激光测距传感器和角度传感器将距离及角度信息转换为模拟电压信号传递给ARM Cortex-M处理器，经过防撞算法处理，将处理结果传送至飞控系统变更航线，同时通知地面操作人员飞行航线变更，完成无人机避障。

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说 明 书 附 图

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图1

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