本发明专利技术公开了一种无人机位姿自主感知装置及其控制系统，属于无人机领域，一种无人机位姿自主感知装置及其控制系统，通过感知调控模块的设置，当无人机在即将降落发生位姿歪斜时，控制系统控制智能充气管向翘起的一端的单边鼓包气囊中充气，并将靠近下方一侧的单边鼓包气囊内的气体转移至翘起的单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊以及与其对应的调控夹层的部位鼓起，从而使得该处调控夹层孔隙变大，进而使得流沙液体可以进入到单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊处重量增大，进而有效避免随着无人机的倾斜导致流沙液体聚集在较低一侧的单边鼓包气囊附近，从而达到对无人机的稳定性进行调控的作用，进而有效保证降落时的无人机的平衡稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种无人机位姿自主感知装置及其控制系统
本专利技术涉及无人机领域，更具体地说，涉及一种无人机位姿自主感知装置及其控制系统。
技术介绍
无人机是一种远程操控或者通过程序控制的无人驾驶飞机。近年来，由于在军用和民用领域有着十分广阔的应用前景，四旋翼无人机引起了人们的广泛关注；四旋翼无人机具有体积小、重量轻、机动性强、结构简单、安全性好等优点，这使得无人机在地形测绘，航拍，目标跟踪与监视及灾难救援等实际任务中起到重要作用。因此，随着无人机相关技术的发展和应用场景的复杂化，在四旋翼无人机上搭载多种传感器设备，对周围环境进行感知显得尤为关键。无人机智能感知技术主要解决在未知环境中无人机的自主定位和目标识别两大问题。自主定位是无人机在未知环境中执行复杂任务的基础与关键。传统的无人机定位方法是采用GPS、北斗等全球卫星导航定位系统，定位精度较低，误差较大，而且在复杂环境中通常存在着噪声干扰、信号遮挡等问题，GPS信号不稳定。为解决无GPS环境下的无人机精准定位问题，常采用基于激光雷达，双目摄像头或RGB-D摄像头等传感器设备进行无人机自主定位，或者通过OptiTrack等运动捕捉系统进行定位。目标识别是实现无人机智能感知的另一重要技术。主要基于视觉传感器采集环境图像信息，通过对图像信息的处理，提取图像特征进行目标识别。近几年，无人机作为机器人领域的研究热点，其自主降落能力(包括静止和运动平台)已被深入展开研究。针对该问题，通常采用基于GPS、惯性、视觉、激光等的感知方式，目的是实时计算无人机相对降落目标的运动位姿，无人机在降落时，其位姿会发生一定的歪斜，导致降落时稳定性较差，对无人机造成一定的损伤。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种无人机位姿自主感知装置及其控制系统，它通过感知调控模块的设置，当无人机在即将降落发生位姿歪斜时，控制系统控制智能充气管向翘起的一端的单边鼓包气囊中充气，并将靠近下方一侧的单边鼓包气囊内的气体转移至翘起的单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊以及与其对应的调控夹层的部位鼓起，从而使得该处调控夹层孔隙变大，进而使得流沙液体可以进入到单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊处重量增大，进而有效避免随着无人机的倾斜导致流沙液体聚集在较低一侧的单边鼓包气囊附近，从而达到对无人机的稳定性进行调控的作用，进而有效保证降落时的无人机的平衡稳定性。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种无人机位姿自主感知装置，包括安装在无人机下端的调控半球，所述调控半球包括两个限位护层以及位于两个限位护层之间的调控夹层，所述限位护层和调控夹层均与无人机下端固定连接，外侧的所述限位护层下端固定连接有中心控球，所述调控夹层外端固定连接有多对单边鼓包气囊，所述单边鼓包气囊贯穿外侧的限位护层并延伸至限位护层外，多对所述单边鼓包气囊与中心控球之间均固定连接有连通管，所述中心控球内部设置有多个智能充气管，所述智能充气管的两个端部分别与同一对单边鼓包气囊之间的两个连通管的端部相通，所述调控夹层内部填充有流沙液体，通过感知调控模块的设置，当无人机在即将降落发生位姿歪斜时，控制系统控制智能充气管向翘起的一端的单边鼓包气囊中充气，并将靠近下方一侧的单边鼓包气囊内的气体转移至翘起的单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊以及与其对应的调控夹层的部位鼓起，从而使得该处调控夹层孔隙变大，进而使得流沙液体可以进入到单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊处重量增大，进而有效避免随着无人机的倾斜导致流沙液体聚集在较低一侧的单边鼓包气囊附近，从而达到对无人机的稳定性进行调控的作用，进而有效保证降落时的无人机的平衡稳定性。进一步的，所述流沙液体的上液面高于单边鼓包气囊，使得流沙颗粒在无人机发生歪斜时，能够顺利流入翘起的一侧的单边鼓包气囊内，便于对位置的调控，所述流沙液体为纳米级固体颗粒与水的混合物，所述纳米级固体颗粒优选为陶瓷纳米颗粒，水和纳米级固体颗粒的混合，可以提高固体颗粒的流动性，同时可以提高流沙液体整体的体量感，使得对于无人机的稳定性调控效果更好。进一步的，所述单边鼓包气囊为弹性材料制成，使其受气体挤压能够膨胀，从而承载更多的流沙液体，进而使得对于无人机降落时的位置调控作用更好，所述限位护层为固体网状结构制成，限位护层可以有效限制调控夹层不易发生较大的形变，从而有效保护调控夹层不易在充气时因形变过大而炸裂，同时限位护层可以有效保护调控夹层不易直接与外界接触，使其不易在使用时被意外损坏。进一步的，所述调控夹层包括定夹层以及镶嵌在定夹层上的多对反向鼓气层，多对反向鼓气层分别与多对单边鼓包气囊相对应，所述反向鼓气层上镶嵌有多个均匀分布的自封堵球，自封堵球在单边鼓包气囊胀大时受到反向鼓气层形变时的拉扯力，从而使其内部的乳胶液体可以溢出并流至反向鼓气层表面，使得在无人机降落后，调控结束时，两个单边鼓包气囊恢复原状时，乳胶液体可以在反向鼓气层上形成一层膜，从而有效封堵反向鼓气层上孔隙，使得流沙液体不易在平稳状态下继续向单边鼓包气囊内流。进一步的，所述定夹层为非弹性材料制成，所述反向鼓气层为弹性多微孔材料制成，使得在充气状态下，反向鼓气层可以在气体挤压作用下朝向内侧的限位护层胀大，同时微孔被撑大，便于流沙液体进入到单边鼓包气囊内。进一步的，所述自封堵球内部填充有乳胶液体，所述乳胶液体的填充度为饱和填充。进一步的，所述自封堵球靠近位于内侧的限位护层的内壁开凿有多个均与分布的隐性漏孔，所述隐性漏孔截面为三角形，且三角形的定点朝向自封堵球外侧，反向鼓气层受力膨胀时，会对自封堵球产生挤压力，使得隐性漏孔的顶点处被撑开，使得自封堵球内外的通透，其三角形的形状，使得隐性漏孔口径内大外小，便于乳胶液体从自封堵球内向外溢出。一种无人机位姿自主感知装置的控制系统，包括飞行控制器、分别安装在无人家上下两端的多个视觉传感器、激光雷达、IMU惯性测量单元以及感知调控模块，所述调控半球为感知调控模块的一部分，所述感知调控模块还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块和智能充气管均与飞行控制器信号连接。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案通过感知调控模块的设置，当无人机在即将降落发生位姿歪斜时，控制系统控制智能充气管向翘起的一端的单边鼓包气囊中充气，并将靠近下方一侧的单边鼓包气囊内的气体转移至翘起的单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊以及与其对应的调控夹层的部位鼓起，从而使得该处调控夹层孔隙变大，进而使得流沙液体可以进入到单边鼓包气囊内，使得单边鼓包气囊处重量增大，进而有效避免随着无人机的倾斜导致流沙液体聚集在较低一侧的单边鼓包气囊附近，从而达到对无人机的稳定性进行调控的作用，进而有效保证降落时的无人机的平衡稳定性。(2)流沙液体的上液面高于单边鼓包气囊，使得流沙颗粒在无人机发生歪斜时，能够顺利流入翘起的一侧的单边鼓包气囊内，便于对位置的调控，流沙液体为纳米级固体颗粒与水的混合物，纳米级固体颗粒优选为陶瓷纳米颗粒，水和纳米级固体颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机位姿自主感知装置，包括安装在无人机下端的调控半球(1)，其特征在于：所述调控半球(1)包括两个限位护层(11)以及位于两个限位护层(11)之间的调控夹层(12)，所述限位护层(11)和调控夹层(12)均与无人机下端固定连接，外侧的所述限位护层(11)下端固定连接有中心控球(3)，所述调控夹层(12)外端固定连接有多对单边鼓包气囊(2)，所述单边鼓包气囊(2)贯穿外侧的限位护层(11)并延伸至限位护层(11)外，多对所述单边鼓包气囊(2)与中心控球(3)之间均固定连接有连通管(4)，所述中心控球(3)内部设置有多个智能充气管，所述智能充气管的两个端部分别与同一对单边鼓包气囊(2)之间的两个连通管(4)的端部相通，所述调控夹层(12)内部填充有流沙液体。/n
【技术特征摘要】
1.一种无人机位姿自主感知装置，包括安装在无人机下端的调控半球(1)，其特征在于：所述调控半球(1)包括两个限位护层(11)以及位于两个限位护层(11)之间的调控夹层(12)，所述限位护层(11)和调控夹层(12)均与无人机下端固定连接，外侧的所述限位护层(11)下端固定连接有中心控球(3)，所述调控夹层(12)外端固定连接有多对单边鼓包气囊(2)，所述单边鼓包气囊(2)贯穿外侧的限位护层(11)并延伸至限位护层(11)外，多对所述单边鼓包气囊(2)与中心控球(3)之间均固定连接有连通管(4)，所述中心控球(3)内部设置有多个智能充气管，所述智能充气管的两个端部分别与同一对单边鼓包气囊(2)之间的两个连通管(4)的端部相通，所述调控夹层(12)内部填充有流沙液体。
2.根据权利要求1所述的一种无人机位姿自主感知装置，其特征在于：所述流沙液体的上液面高于单边鼓包气囊(2)，所述流沙液体为纳米级固体颗粒与水的混合物，所述纳米级固体颗粒优选为陶瓷纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种无人机位姿自主感知装置，其特征在于：所述单边鼓包气囊(2)为弹性材料制成，所述限位护层(11)为固体网状结构制成。
4.根据权利要求1所述的一种无人机位姿自主感知装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡峰俊，
申请(专利权)人：浙江树人学院浙江树人大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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