可在夜間判斷障礙物距離的無人的製造方法
2023-10-27 16:59:27 1
可在夜間判斷障礙物距離的無人的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機，無人機主體外側安裝有雷射光源，如果無人機主體前方有障礙物，光束會打在障礙物上，形成光斑，距離障礙物越近，光斑越大。操作員可憑無人機上安裝的示寬燈打在障礙物上的寬度，與光斑大小對比，判斷無人機與障礙物距離，及時作出避讓指令。本實用新型使得無人機在夜間也可以判斷飛行前方是否有障礙物，結構簡單，能夠滿足實際的應用需求。
【專利說明】可在夜間判斷障礙物距離的無人機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人駕駛飛行系統，特別涉及一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機。
【背景技術】
[0002]無人機是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器，廣泛應用於軍事，科研和生活領域，可以在火災、地震等災害現場替代地面交通工具，到達環境惡劣的場所查看情況進行救援，也可以在氣象、航天方面進行數據採集和勘探，也可用在核輻射探測、航空攝影、航空探礦、交通巡邏、治安監控等方面。
[0003]無人機在飛行中一般由操作員操作無人機的飛行路徑。但由於無人機在低空飛行，會穿過很多建築物和橋梁等，操作員在地面會很難精確觀測無人機的實際飛行狀況，容易撞到障礙物，尤其在夜晚飛行時，由於環境光的影響，光靠肉眼觀難以看無人機的飛行狀況，所以也很難判斷無人機與障礙物的實際距離，及時作出轉向減速等決定。
實用新型內容
[0004]為了解決無人機在夜晚飛行無法正確判斷與障礙物距離的問題，本實用新型提供了一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機，包括無人機主體、光源、CXD相機、控制模塊、與示寬燈；所述光源與CCD相機具有多組，分別相鄰安裝在無人機主體四周的外側壁，所述CCD相機的拍攝鏡頭對準光源的光發射方向；所述CCD相機與控制模塊相連接，所述示寬燈安裝在無人機主體四周的邊緣處。
[0007]其進一步的技術方案為:所述無人機主體為多旋翼無人機或者無人直升機。
[0008]其進一步的技術方案為:所述光源為雷射光源或者聚光燈。
[0009]本實用新型的有益技術效果是:
[0010]本實用新型提供了一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機，只需要在普通的無人機外側安裝雷射發射裝置，就可以實現無人機在夜間飛行過程中自動測量與障礙物的距離的功能，及時發出信號，使得無人機操作員及時改變無人機航線，避讓障礙物。使用肉眼也能輕鬆判斷無人機與障礙物的距離。由於所用技術均為成熟的技術，所以功能可靠性高，實現簡單，價格低廉。無人機使用中經常需要在夜間進行低空飛行，穿越城市中房屋、牆壁等障礙物，本實用新型解決了很大的實際問題，有很高的應用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的俯視圖。
[0013]圖3是本實用新型人工避讓的光斑示意圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1是本實用新型的示意圖，無人機主體I四周外側相鄰安裝有多組光源2和CXD相機3。光源2可以是雷射光源和聚光燈。本實施例中光源2為雷射光源。不寬燈5安裝在無人機主體I四周的邊緣處。圖2是本實用新型的俯視圖。在本實施例中，無人機主體I的四周外側安裝有8組光源2和CXD相機3，每相鄰兩組間隔45度；並且安裝有8個示寬燈5，每相鄰兩個示寬燈之間間隔45度，工作時每兩個互成180度的示寬燈為一組，共同指示無人機的寬度。
[0015]無人機在飛行過程中，光源2不斷對外發出雷射。由於無人機主體I四周都裝有光源2,因此無人機主體I的任何方向有障礙物,雷射光束會打在障礙物上,形成多個光斑，光斑大小與無人機與障礙物的距離有關，設在距離光源z處的光斑半徑ω (ζ)，則關係如下所示:
[0016]ω (ζ) = ω 0(1+( λ ζ/π W02)2)1/2
[0017]上式為雷射物理學的公知常識，可以在相關教科書和教學資料中查到，其中，ζ為光源到障礙物的距離，ω(ζ)為雷射光斑的半徑，其餘參數為與雷射光源本身有關的固定值。可以從上式中看出，光斑半徑ω (ζ)與光源到障礙物的距離ζ成正相關的關係，距離越近，雷射光斑的半徑越小，距離越遠，雷射光斑的半徑越大。根據這個原理，可以由雷射發射器投射在障礙物上的光斑大小判斷無人機與障礙物的距離。
[0018]一、人工避讓
[0019]無人機操作員應事先預設一個與障礙物的警示距離L，在此警示距離時，把光源2在障礙物上所形成的光斑的寬度W調節到與示寬燈5在障礙物上所形成的無人機輪廓寬度W相等。在實飛時，當光源2把雷射光束打在障礙物上(如高樓外牆上)形成光斑時，示寬燈也在障礙物上照射出無人機機體的寬度。此時操作員可通過肉眼觀察，發現多個光斑中只要有任何一個的半徑大於示寬燈半徑時，說明無人機距離障礙物過近，需要改變航線，進行避讓。
[0020]如圖3所示，無人機主體I上的一組光源2和CXD相機3正對障礙物8，與該組光源2和(XD相機3成90度的兩個不寬燈5為一組,共同在障礙物8上形成一對寬度光斑7,一對寬度光斑7之間的距離即為無人機的寬度W。其他光源2也形成光斑6打在障礙物8或者四周其他障礙物上，若此時操作員發現任何一個光斑6的半徑大於W，則說明無人機距離障礙物過近，需要改變航線，進行避讓。
[0021]二、自動避讓
[0022]當光源2不斷向外發射雷射光束的同時，CCD相機3的鏡頭朝向雷射照射的方向，不斷拍照。CCD相機3能夠把光學影像轉化為數位訊號，傳輸給控制模塊4，控制模塊4包括了無人機的無線作業系統，可以將接受到的數位訊號發送給無人機操作員。無人機操作員的工作站中應該事先儲存有作為對比的光斑半徑等數據，當操作員發現CCD相機3拍攝到的光斑半徑大於作為對比的光斑半徑時，說明無人機距離障礙物過近，需要改變航線，進行避讓。CCD相機3的拍照頻率與無人機的飛行速度有關，當無人機飛行速度快時，拍照頻率要相應提高，避免無人機不能及時對障礙物做出反應而發生撞擊。
[0023]以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限於以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可在夜間判斷障礙物距離的無人機，其特徵在於:包括無人機主體(I)、光源(2)、CCD相機(3)、控制模塊(4)與示寬燈(5);所述光源⑵與CCD相機(3)具有多組，分別相鄰安裝在無人機主體⑴四周的外側壁，所述CCD相機(3)的拍攝鏡頭對準光源(2)的光發射方向；所述CCD相機(3)與控制模塊(4)相連接；所述示寬燈(5)安裝在無人機主體(I)四周的邊緣處。
2.如權利要求1所述的可在夜間判斷障礙物距離的無人機，其特徵在於:所述無人機主體(I)為多旋翼無人機或者無人直升機。
3.如權利要求1所述的可在夜間判斷障礙物距離的無人機，其特徵在於:所述光源(2)為雷射光源或者聚光燈。
【文檔編號】G05D1/10GK203950203SQ201420310917
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】陳樂春 申請人:江蘇數字鷹科技發展有限公司