陆空两栖无人驾驶平台制造技术

本发明专利技术提供了一种陆空两栖无人驾驶平台，其包括车体、飞行机构、行车机构、设置于车体的计算平台、电源系统、位姿采集系统、环境感知系统和飞行控制系统以及设置于行车机构的底盘控制系统。位姿采集系统、环境感知系统、底盘控制系统以及飞行控制系统分别与计算平台进行通信连接；飞行机构设置于车体的上方；行车机构设置于车体的下方；电源系统用于为车辆提供动力和续航，底盘控制系统用于控制行车机构实现车辆的路面行驶，飞行控制系统用于控制飞行机构实现车辆的飞行，位姿采集系统用于获取车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统用于获取车辆周围的环境信息，计算平台用于处理传感器信息并完成无人驾驶决策和规划。

Land air amphibious unmanned platform

The invention provides a land air amphibious pilotless platform, which comprises a vehicle body, a flight mechanism, a driving mechanism, a calculation platform arranged on the vehicle body, a power system, a position and attitude acquisition system, an environment sensing system, a flight control system and a chassis control system arranged on the driving mechanism. The position and attitude acquisition system, environment perception system, chassis control system and flight control system are respectively connected with the computing platform; the flight mechanism is set above the vehicle body; the driving mechanism is set below the vehicle body; the power system is used to provide power and endurance for the vehicle; the chassis control system is used to control the driving mechanism to realize the road driving of the vehicle, and the flight control system is used to In order to control the flying mechanism to realize the flying of the vehicle, the attitude acquisition system is used to obtain the attitude and position information of the vehicle, the environment sensing system is used to obtain the environment information around the vehicle, and the computing platform is used to process the sensor information and complete the unmanned driving decision and planning.

【技术实现步骤摘要】
陆空两栖无人驾驶平台
本专利技术涉及无人车
，尤其涉及一种陆空两栖无人驾驶平台。
技术介绍
陆空两栖车辆是一种能够实现地面行驶和空中飞行的新型智能交通工具。车辆以传统的四轮两驱底盘作为地面行驶的基础结构，在此基础上利用旋翼实现高自由度的飞行动作。目前的陆空两栖车辆自主导航能动性较差，大多数需要通过远程遥控控制车辆的运行轨迹并进行导航，使陆空两栖无人车的运动轨迹规划和空间自主导航决策的研究难以进行。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种陆空两栖无人驾驶平台，其配备有环境感知系统、位姿采集系统以及计算平台，为陆空两栖车辆的运动轨迹规划和空间自主导航决策的研究提供硬件试验条件。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种陆空两栖无人驾驶平台，其包括车体、飞行机构、行车机构、计算平台、电源系统、位姿采集系统、环境感知系统、底盘控制系统以及飞行控制系统。飞行机构设置于车体的上方，用于实现车辆的飞行；行车机构设置于车体的下方，用于实现车辆的路面行驶；计算平台和电源系统设置于车体；位姿采集系统和环境感知系统通信连接于计算平台；底盘控制系统通信连接于行车机构和计算平台；飞行控制系统通信连接于飞行机构和计算平台；电源系统用于为车辆提供动力和续航，底盘控制系统用于控制行车机构实现车辆的路面行驶，飞行控制系统用于控制飞行机构实现车辆的飞行，位姿采集系统用于获取车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统用于获取车辆周围的环境信息，计算平台用于处理车辆的姿态信息和位置信息以及车辆周围的环境信息并完成车辆的空间运动决策和轨迹规划。在一实施例中，飞行控制系统设置于车体的顶部。在一实施例中，环境感知系统包括激光雷达、毫米波雷达以及视觉传感器，毫米波雷达用于采集车辆飞行过程中车体与地面的相对位置信息，激光雷达和视觉传感器用于获取车辆前方的目标信息和路况信息。在一实施例中，激光雷达、毫米波雷达以及视觉传感器分别设置于车体的前部。在一实施例中，位姿采集系统包括惯性导航模块和GPS定位模块，惯性导航模块用于提供车辆的姿态信息，GPS定位模块用于提供车辆的位置信息。在一实施例中，惯性导航模块设置于车体内；GPS定位模块包括GPS定位器和GPS定位信号接收器，GPS定位器设置于车体内，GPS定位信号接收器设置于车体的顶部，GPS定位器用于获取从GPS定位信号接收器接收的车辆位置的定位信号。在一实施例中，飞行机构包括旋翼臂和旋翼结构；旋翼臂沿车体的周向间隔设置，旋翼臂具有固定端，旋翼臂的固定端连接于车体的顶部，旋翼结构设置于旋翼臂上。在一实施例中，旋翼结构包括旋翼、旋翼电机以及电子调速器，电子调速器安装在旋翼臂上，旋翼电机连接于电子调速器，旋翼安装在旋翼电机上。在一实施例中，行车机构包括底盘、转向结构、驱动结构、连接架、转向轮以及驱动轮；转向轮和驱动轮连接在底盘的两端；转向结构与转向轮连接，驱动结构与驱动轮连接；连接架连接底盘和车体。在一实施例中，底盘控制系统设置于车体或行车机构。本专利技术的有益效果如下：在本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台中，位姿采集系统提供给计算平台车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统提供给计算平台车辆的周围的环境信息。计算平台能够对这些信息进行处理并进行车辆的自主导航决策，进行空间运动轨迹规划，从而生成控制指令。计算平台向底盘控制系统和飞行控制系统发送控制指令，进而底盘控制系统控制行车机构使车辆能够在路面行驶，且飞行控制系统控制飞行机构使车辆能够飞行，实现车辆空间自主驾驶和自主导航的功能，从而本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台能够为陆空两栖车辆的空间感知、运动轨迹规划和自主导航决策的研究提供硬件试验条件。附图说明图1是本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台的结构框图。图2是本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台的立体图。图3是本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台的另一角度的立体图。图4是本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台的分解立体图。图5是本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台的部分分解立体图。其中，附图标记说明如下：1车体35转向轮11上平台36驱动轮12前平台4计算平台13隔板5电源系统14支架6位姿采集系统2飞行机构61惯性导航模块21旋翼臂62GPS定位模块21a固定端621GPS定位器21b自由端622GPS定位信号接收器22旋翼结构7环境感知系统221旋翼71激光雷达222旋翼电机72毫米波雷达223电子调速器73视觉传感器3行车机构8底盘控制系统31底盘94G通信系统32转向结构C周向33驱动结构M连接件34连接架L行驶方向具体实施方式附图示出本专利技术的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本专利技术。在本申请的描述中，除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等指示方向的方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面参照附图详细说明根据本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台。参照图1至图5，本专利技术的陆空两栖无人驾驶平台包括车体1、飞行机构2、行车机构3、计算平台4、电源系统5、位姿采集系统6、环境感知系统7、底盘控制系统8以及飞行控制系统(未示出)。参照图2至图5所示的示例，计算平台4和电源系统5设置于车体1；位姿采集系统6和环境感知系统7通信连接于计算平台4；底盘控制系统8通信连接于行车机构3和计算平台4；飞行控制系统通信连接于飞行机构2和计算平台4。电源系统5用于为车辆提供动力和续航，底盘控制系统8用于控制行车机构3实现车辆的路面行驶，飞行控制系统用于控制飞行机构2实现车辆的飞行，位姿采集系统6用于获取车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统7用于获取车辆周围的环境信息，计算平台4用于处理车辆的姿态信息和位置信息以及车辆周围的环境信息并完成车辆的空间运动决策和轨迹规划。参照图2至图5所示的示例，车体1由多个支架14构成，多个支架14固定连接在一起。如图4所示，多个支架14通过连接件M固定连接在一起。多个支架14还可通过直接焊接固定连接在一起，多个支架14之间的固定连接方式不限于此。多个支架14也可成型为一体，便于制造。车体1除了可为例如由多个支架14构成的框架结构外，车体1也可为箱式结构，当然车体1的结构不限于此，车体1也可为其他类型的结构。车体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，包括车体(1)、飞行机构(2)、行车机构(3)、计算平台(4)、电源系统(5)、位姿采集系统(6)、环境感知系统(7)、底盘控制系统(8)以及飞行控制系统；/n飞行机构(2)设置于车体(1)的上方，用于实现车辆的飞行；/n行车机构(3)设置于车体(1)的下方，用于实现车辆的路面行驶；/n计算平台(4)和电源系统(5)设置于车体(1)；/n位姿采集系统(6)和环境感知系统(7)通信连接于计算平台(4)；/n底盘控制系统(8)通信连接于行车机构(3)和计算平台(4)；飞行控制系统通信连接于飞行机构(2)和计算平台(4)；/n电源系统(5)用于为车辆提供动力和续航，底盘控制系统(8)用于控制行车机构(3)实现车辆的路面行驶，飞行控制系统用于控制飞行机构(2)实现车辆的飞行，位姿采集系统(6)用于获取车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统(7)用于获取车辆周围的环境信息，计算平台(4)用于处理车辆的姿态信息和位置信息以及车辆周围的环境信息并完成车辆的空间运动决策和轨迹规划。/n

【技术特征摘要】
1.一种陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，包括车体(1)、飞行机构(2)、行车机构(3)、计算平台(4)、电源系统(5)、位姿采集系统(6)、环境感知系统(7)、底盘控制系统(8)以及飞行控制系统；
飞行机构(2)设置于车体(1)的上方，用于实现车辆的飞行；
行车机构(3)设置于车体(1)的下方，用于实现车辆的路面行驶；
计算平台(4)和电源系统(5)设置于车体(1)；
位姿采集系统(6)和环境感知系统(7)通信连接于计算平台(4)；
底盘控制系统(8)通信连接于行车机构(3)和计算平台(4)；飞行控制系统通信连接于飞行机构(2)和计算平台(4)；
电源系统(5)用于为车辆提供动力和续航，底盘控制系统(8)用于控制行车机构(3)实现车辆的路面行驶，飞行控制系统用于控制飞行机构(2)实现车辆的飞行，位姿采集系统(6)用于获取车辆的姿态信息和位置信息，环境感知系统(7)用于获取车辆周围的环境信息，计算平台(4)用于处理车辆的姿态信息和位置信息以及车辆周围的环境信息并完成车辆的空间运动决策和轨迹规划。


2.根据权利要求1所述的陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，飞行控制系统设置于车体(1)的顶部。


3.根据权利要求1所述的陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，环境感知系统(7)包括激光雷达(71)、毫米波雷达(72)以及视觉传感器(73)，毫米波雷达(72)用于采集车辆飞行过程中车体(1)与地面的相对位置信息，激光雷达(71)和视觉传感器(73)用于获取车辆前方的目标信息和路况信息。


4.根据权利要求3所述的陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，激光雷达(71)、毫米波雷达(72)以及视觉传感器(73)分别设置于车体(1)的前部。


5.根据权利要求1所述的陆空两栖无人驾驶平台，其特征在于，位姿采集系统(6)包括惯性导...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新钰，李骏，谭启凡，朱鹏飞，周沫，黄毅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11