一种无人机控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机控制系统及方法。所述控制系统包括：激光雷达和机载处理器；激光雷达与机载处理器连接；激光雷达设置在无人机上，激光雷达的旋转轴与无人机的Z轴平行，用于对无人机周围环境进行360°扫描，得到无人机的周围环境点云数据；机载处理器设置在无人机内部，用于控制激光雷达旋转，并依据周围环境点云数据生成数字三维模型和当前控制指令；还用于将数字三维模型发送至地面基站，依据当前控制指令控制无人机按照当前飞行路线行驶，以实现避障。本发明专利技术设置激光雷达采集点云，减少了环境影响，提高了无人机的控制精度，并通过机载处理器实现了无人机的自主避障。

A Control System and Method for UAV

The invention discloses an unmanned aerial vehicle control system and method. The control system includes: a lidar and an airborne processor; a lidar is connected with an airborne processor; a lidar is installed on an unmanned aerial vehicle, and the rotating axis of the lidar is parallel to the Z axis of the unmanned aerial vehicle, which is used to scan the surroundings of the unmanned aerial vehicle at 360 degrees to obtain the point cloud data of the surroundings of the unmanned aerial vehicle; an airborne processor is installed inside the unmanned aerial vehicle Rotate, and generate the digital three-dimensional model and current control instructions based on the surrounding point cloud data; also used to send the digital three-dimensional model to the ground base station, according to the current control instructions to control the UAV according to the current flight route, in order to achieve obstacle avoidance. The laser radar collecting point cloud reduces the environmental impact, improves the control accuracy of the UAV, and realizes the autonomous obstacle avoidance of the UAV through the airborne processor.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机控制系统及方法
本专利技术涉及信息技术与自动化控制
，特别是涉及一种无人机控制系统及方法。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。由于其无需人员驾驶，所以能执行更危险的任务，无人机技术广泛的应用在侦查搜索领域。目前，在无人机控制方面，多数的无人机仍停留在手动控制无人机飞行的阶段，对操作人员来说具有较高的技术门槛，同时对设备的安全运行也造成隐患。例如，无法对飞行路线上的障碍物进行探测和规避，因此造成碰撞、坠机，由于目前的无人机成本很高，碰撞或坠机事故会大大增加使用者的成本。因此，研究具有自主避障功能的无人机建模系统具有较大的研究意义。并且，在无人机控制系统中，通常采用基于摄像头的视觉SLAM获取无人机的周围环境数据，该方式受环境影响较大，会影响无人机的控制精度。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种无人机控制系统及方法，以实现自主避障，且提高无人机的控制精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种无人机控制系统，所述控制系统包括：激光雷达和机载处理器；所述激光雷达与所述机载处理器连接；所述激光雷达设置在所述无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机控制系统，其特征在于，包括：激光雷达和机载处理器；所述激光雷达与所述机载处理器连接；所述激光雷达设置在所述无人机上，所述激光雷达的旋转轴与所述无人机的Z轴平行，用于对无人机周围环境进行360°扫描，得到无人机的周围环境点云数据；所述机载处理器设置在所述无人机内部，用于控制所述激光雷达旋转，并依据所述周围环境点云数据生成数字三维模型和当前控制指令；还用于将所述数字三维模型发送至地面基站，依据所述当前控制指令控制无人机按照当前飞行路线行驶，以实现避障。

【技术特征摘要】
1.一种无人机控制系统，其特征在于，包括：激光雷达和机载处理器；所述激光雷达与所述机载处理器连接；所述激光雷达设置在所述无人机上，所述激光雷达的旋转轴与所述无人机的Z轴平行，用于对无人机周围环境进行360°扫描，得到无人机的周围环境点云数据；所述机载处理器设置在所述无人机内部，用于控制所述激光雷达旋转，并依据所述周围环境点云数据生成数字三维模型和当前控制指令；还用于将所述数字三维模型发送至地面基站，依据所述当前控制指令控制无人机按照当前飞行路线行驶，以实现避障。2.根据权利要求1所述的一种无人机控制系统，其特征在于，所述机载处理器包括：雷达驱动模块，内置激光雷达驱动程序，用于控制所述激光雷达对无人机周围环境进行360°扫描，得到无人机的周围环境点云数据；模型建立模块，内置环境建模程序，用于订阅所述周围环境点云数据，通过点云匹配算法生成数字三维模型，并将所述数字三维模型无线发送至所述地面基站，以实时显示；避障模块，内置避障程序，用于订阅所述周围环境点云数据，并计算预设范围内障碍物与所述无人机的距离和角度，根据所述距离和角度，确定当前飞行路线；导航模块，内置导航程序，用于获取所述当前飞行路线，并计算所述无人机的当前控制参数；飞行控制模块，内置飞行控制程序，用于获取所述当前控制参数，并产生当前控制指令，从而控制所述无人机按照所述当前飞行路线行驶。3.根据权利要求1所述的一种无人机控制系统，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块通过所述无人机的主板分别与所述机载处理器和所述激光雷达连接。4.根据权利要求3所述的一种无人机控制系统，其特征在于，还包括降压模块；所述降压模块分别与所述无人机的主板和所述激光雷达连接，用于使所述电源模块的额定供电电压与所述激光雷达的工作电压匹配。5.根据权利要求1所述的一种无人机控制系统，其特征在于，所述机载处理器的型号为NVIDIATX1，所述机载处理器采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟永杰，赵猛，王金娜，杨凯，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13