The utility model discloses a two-dimensional laser radar self stabilizing device for an unmanned ship, which comprises a first rotating shaft, a second rotating shaft and a servo control system. The second rotating shaft is mounted on the first rotating shaft, and the second rotating shaft is used for installing two-dimensional laser radar. The utility model uses the self stabilizing device applied to unmanned ship 2D laser radar, the 2D laser radar range on the same plane for unmanned ship swing will lead to false level determination for obstacle problems, isolation of various kinds of interference distance measuring effect on 2D laser radar, so as to achieve a two-dimensional laser radar servo posture stabilization control. Through the Calman filtering method, the angle value of accelerometer and gyroscope output is fused to achieve the accurate acquisition of the roll angle and pitch angle of the unmanned ship. Through the double closed loop PID control of the servo motor, the utility model realizes the fast response of the servo control system and improves the reaction speed of the servo motor torque.
【技术实现步骤摘要】
一种无人船二维激光雷达自稳装置
本技术属于无人船领域,尤其涉及一种无人船二维激光雷达自稳装置及其控制方法。
技术介绍
激光雷达是实现无人船环境感知的重要传感器,对于实现无人船自主导航避障、检测无人船航行环境的障碍物起着重要的作用。而二维激光雷达在一固定平面上,可以感知无人船360度的环境信息,将检测到的障碍物距离和角度数据发送到无人船的控制伺服控制系统。但是由于无人船在执行作业任务时,经常受到风浪等干扰使无人船产生摇摆。此时二维激光雷达易受到无人船摇摆产生的角度和角速度的影响,使得测量的数据不在预定平面上,导致无人船的控制伺服控制系统对障碍物误判。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题,本技术要设计一种能够消除无人船摇摆引起的倾斜对角度和角速度的影响,隔离各种扰动对激光雷达检测障碍物的影响,实现二维激光雷达随动位姿稳定控制的无人船二维激光雷达自稳装置及其控制方法。为了实现上述目的,本技术的技术方案如下:一种无人船二维激光雷达自稳装置,包括底座、第一支架、第一旋转轴、第二支架、第二旋转轴、第三支架和伺服控制系统,所述第一旋转轴通过第一支架安装在底座上,所述第二旋转轴通过第二支架安装在第一旋转轴上,所述第三支架安装在第二旋转轴上;所述底座固定在无人船上,所述第三支架用于安装二维激光雷达;所述第一旋转轴与第二旋转轴在空间上相互垂直;所述伺服控制系统包括伺服控制器、加速度计、陀螺仪、横滚伺服电机、俯仰伺服电机和光栅编码器;所述横滚伺服电机与第一旋转轴连接,所述俯仰伺服电机与第二旋转轴连接;所述光栅编码器有两个,分别与横滚伺服电机和俯仰伺服电机连接;所述伺服控制器、加 ...
【技术保护点】
一种无人船二维激光雷达自稳装置,其特征在于:包括底座(1)、第一支架(2)、第一旋转轴(3)、第二支架(4)、第二旋转轴(5)、第三支架(6)和伺服控制系统,所述第一旋转轴(3)通过第一支架(2)安装在底座(1)上,所述第二旋转轴(5)通过第二支架(4)安装在第一旋转轴(3)上,所述第三支架(6)安装在第二旋转轴(5)上;所述底座(1)固定在无人船上,所述第三支架(6)用于安装二维激光雷达(7);所述第一旋转轴(3)与第二旋转轴(5)在空间上相互垂直;所述伺服控制系统包括伺服控制器、加速度计、陀螺仪、横滚伺服电机(8)、俯仰伺服电机(9)和光栅编码器;所述横滚伺服电机(8)与第一旋转轴(3)连接,所述俯仰伺服电机(9)与第二旋转轴(5)连接;所述光栅编码器有两个,分别与横滚伺服电机(8)和俯仰伺服电机(9)连接;所述伺服控制器、加速度计和陀螺仪安装在无人船上;所述伺服控制器通过导线分别与光栅编码器、加速度计和陀螺仪连接;所述加速度计与陀螺仪提供无人船的姿态信息;所述伺服控制器接收来自加速度计和陀螺仪的无人船姿态信息,并且与光栅编码器传输来的伺服电机位置和速度信息进行对比,采用双闭环PI ...
【技术特征摘要】
1.一种无人船二维激光雷达自稳装置,其特征在于:包括底座(1)、第一支架(2)、第一旋转轴(3)、第二支架(4)、第二旋转轴(5)、第三支架(6)和伺服控制系统,所述第一旋转轴(3)通过第一支架(2)安装在底座(1)上,所述第二旋转轴(5)通过第二支架(4)安装在第一旋转轴(3)上,所述第三支架(6)安装在第二旋转轴(5)上;所述底座(1)固定在无人船上,所述第三支架(6)用于安装二维激光雷达(7);所述第一旋转轴(3)与第二旋转轴(5)在空间上相互垂直;所述伺服控制系统包括伺服控制器、加速度计、陀螺仪、横滚伺服电机(8)、俯仰伺服电机(9)和光栅编码器;所述横滚伺服电机(8)与第一旋转轴(3)连接,所述俯仰伺服电机(9)与第...
【专利技术属性】
技术研发人员:高云程,孙卓,邓琪,郭少凡,
申请(专利权)人:大连海事大学,
类型:新型
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。