CN104267738A - 一种无人机防碰撞系统 - Google Patents
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Abstract
一种无人机防碰撞系统，其包括一测量传感器、控制运动器、测量控制器、飞行控制器；测量传感器跟踪预测飞行轨迹测量各个将要到达的飞行位置；所述飞行控制器将飞行控制的数据发送给所述测量传感器，所述测量控制器依据飞行数据预测飞机将要到达的飞行轨迹位置，并计算出这些位置点对应于飞机坐标系的角度和方位；所述测量控制器根据所述角度和方位信息生成控制指令发送至所述控制运动器，所述控制运动器产生相应动作。本发明的无人机防碰撞系统，利用预先准备的飞行控制指令，预测即将到达的飞行轨迹、能够对预测飞行轨迹中的各个空间位置进行提前预测量，从而避免因为飞机突然转时碰撞到未知障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及警用无人机技术领域，特别是一种无人机防碰撞技术。
背景技术
警用无人机、是一种专门用用于公安、消防等部门的的特种无人直升机技术。警用无人机、尤其是尤其是用于城市上空飞行的警用无人机系统、需要在复杂的城市街道中低空飞行，很容易与楼房等建筑发生碰撞。传统无人机上的测距系统只是固定测量某个特性方向、例如机首方向、在飞行过程中就无法测量到飞机侧面的障碍，飞机转向时测距系统无法测量到飞机侧面的障碍物容易发生碰撞。尤其是直升机飞行方向变化大固定安装的测距系统基本上不起作用。目前尚没有可靠的技术手段防止无人机飞机在城市街道中飞行时碰撞楼房等城市建筑。
目前的各种测距技术、例如激光测距、红外测距、毫米波雷达、超声测距、等技术由于观察范围小、均无法满足高机动性的无人机大范围避碰的要求。
发明内容
本发明提供了一种无人机防碰撞系统，其包括一测量传感器、控制运动器、测量控制器、飞行控制器；
所述测量传感器与飞行控制器连接，测量传感器跟踪预测飞行轨迹测量各个将要到达的飞行位置，测量出预测飞行轨迹中是否存在障碍物，如果预测的飞行轨迹中存在障碍物则向飞行控制器发送报警指令；
所述测量控制器与飞行控制器连接，所述飞行控制器将飞行控制的数据发送给所述测量传感器，所述测量控制器依据飞行数据预测飞机将要到达的飞行轨迹位置，并计算出这些位置点对应于飞机坐标系的角度和方位；
所述测量控制器与控制运动器连接，所述测量控制器根据所述角度和方位信息生成控制指令发送至所述控制运动器，所述控制运动器产生相应动作。
较佳地，所述测量传感器为激光测距传感器。
较佳地，所述飞行控制器收到报警指令则立刻停止当前的飞行任务、启动应急飞行预案、控制飞机悬停、并向操纵员发送报警。
本发明具有以下有益效果：
本发明的无人机防碰新方法，利用预先准备的飞行控制指令，预测即将到达的飞行轨迹、能够对预测飞行轨迹中的各个空间位置进行提前预测量，从而避免因为飞机突然转时碰撞到未知障碍物；克服了目前无人机上固定安装的各种传感器测量范围小、无法适应大范围机动飞行的。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的无人机防碰撞系统组成示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种无人机防碰撞系统，其包括一测量传感器1、控制运动器2、测量控制器3、飞行控制器4；
测量传感器1与飞行控制器4连接，测量传感器1跟踪预测飞行轨迹测量各个将要到达的飞行位置，测量出预测飞行轨迹中是否存在障碍物，如果预测的飞行轨迹中存在障碍物则向飞行控制器4发送报警指令；
测量控制器3与飞行控制器4连接，飞行控制器4将飞行控制的数据发送给测量传感器3，测量控制器3依据飞行数据预测飞机将要到达的飞行轨迹位置，并计算出这些位置点对应于飞机坐标系的角度和方位；
测量控制器3与控制运动器2连接，测量控制器3根据所述角度和方位信息生成控制指令发送至控制运动器2，控制运动器2产生相应动作。
本实施例中测量传感器1为激光测距传感器；依据无人机飞行控制特点、将激测量传感器1与测量控制器3、控制运动器2三者结合起来组成具有自动跟踪能力的航道测量器。测量控制器3与飞行控制器4连接起来，飞行控制器4将飞行控制的数据发送给测量控制器3，测量控制器3依据飞行数据预测飞机将要到达的飞行轨迹。
测量控制器3将预测的轨迹数据转化为控制数据控制运动控制器2转动测量传感器3跟踪预测飞行轨迹测量各个将要到达的飞行位置，测量出预测飞行轨迹中是否存在障碍物，如果预测的飞行轨迹中存在障碍物则向飞行控制器4发送报警指令，“飞行控制器”接收到报警指令则立刻停止当前的飞行任务、启动应急飞行预案、控制飞机悬停、并向操纵员发送报警，由操作员决定下一步的飞行计划。
飞行控制器4、与测量控制器3连接、将飞行控制器4根据飞行任务生成的未来3秒内的控制指令流发送给测量控制器3。测量控制器3根据收到的未来3秒的控制指令流计算出未来3秒内无人机将要飞行的轨迹位置，并计算出这些位置点对应于飞机坐标系的角度和方位。测量控制器3根据这些角度和方位生成控制指令、控制控制运动器2产生动作、将安装在其上部的激光测距传感器1瞄准预测轨迹位置进行测量。由于测量速度远远大于飞机机动速度测量时间可以忽略，因此整个测量过程是连续的，能够连续地进行测量。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (3)
1.一种无人机防碰撞系统，其特征在于，包括一测量传感器、控制运动器、测量控制器、飞行控制器；
所述测量传感器与飞行控制器连接，测量传感器跟踪预测飞行轨迹测量各个将要到达的飞行位置，测量出预测飞行轨迹中是否存在障碍物，如果预测的飞行轨迹中存在障碍物则向飞行控制器发送报警指令；
所述测量控制器与飞行控制器连接，所述飞行控制器将飞行控制的数据发送给所述测量传感器，所述测量控制器依据飞行数据预测飞机将要到达的飞行轨迹位置，并计算出这些位置点对应于飞机坐标系的角度和方位；
所述测量控制器与控制运动器连接，所述测量控制器根据所述角度和方位信息生成控制指令发送至所述控制运动器，所述控制运动器产生相应动作。
2.如权利要求1所述的无人机防碰撞系统，其特征在于，所述测量传感器为激光测距传感器。
3. 如权利要求1所述的无人机防碰撞系统，其特征在于，所述飞行控制器收到报警指令则立刻停止当前的飞行任务、启动应急飞行预案、控制飞机悬停、并向操纵员发送报警。
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