一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机，包括结构框架、飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统；飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统均安装在结构框架上。本实用新型专利技术可以有效提高无人机的结构紧凑性，减小无人机的体积，从而有助于提高无人机在复杂环境下的应用能力。高无人机在复杂环境下的应用能力。高无人机在复杂环境下的应用能力。

【技术实现步骤摘要】
一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机。

技术介绍

[0002]对于一些复杂、密集场景，如屋舍倒塌或有倒塌风险的救灾现场、存在烟尘、高温与爆炸风险的消防现场、原始森林等场景，需要无人机有足够高的自主性和小型化、从而有足够强的通行能力。如此复杂环境下，传统遥控方式是难以部署的：一是遥控飞行需要操作手与飞行器一一对应，对于时间就是生命救灾现场的救灾现场，这样的操作方式限制了集群的使用，因为会占用大量操作手人力，即大量消防兵力；二是在如此密集场景的控制需要相当高水平的操作，难以大规模招收与培养合格的操作手。一和二要求飞行器具备自主导航，然而实现自主的导航与避障需要相当的传感器和运算资源，从而传统解决方案均无法将飞行器尺寸缩小，比如大疆和Skydio推出的机型中具备自主导航能力的设备其飞行中的翼尖到翼尖距离都大于约50厘米，算上控制和感知的误差，其允许通过的最小间隔通常都在一米以上，这大大限制了其在复杂环境下的应用能力。除此以外，以上无人机也缺乏集群所需的硬件设计。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本技术旨在提供一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机，包括结构框架、飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统；飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统均安装在结构框架上；所述飞行控制板、相机、测距定位模块均与所述机载微型计算机通讯连接，所述飞行控制板通讯连接于所述电调模块；所述电池与所述分电系统电连接，所述分电系统分别与所述机载微型计算机和电调模块电连接，所述机载微型计算机为相机、测距定位模块、飞行控制板供电，所述电调模块为所述电机螺旋桨供电；
[0006]所述相机、机载微型计算机设置在所述结构框架内的最上层，所述相机的拍摄方向朝向结构框架的前方；
[0007]所述电池、飞行控制板、电调模块和分电系统设置在所述结构框架的中层；所述电池位于中部位置，所述飞行控制板、电调模块分别位于所述电池的两侧；所述分电系统采用立式安装，其位于所述电池和电调模块之间并且紧贴电池；
[0008]所述结构框架的最下层安装所述电机螺旋桨；
[0009]所述测距定位模块向上竖直安装于结构框架的一侧。
[0010]进一步地，所述机载微型计算机分为三层，中间层为核心处理器，最上层为紧贴于
核心处理器的散热风扇，最下层为处理器载板，处理器载板为核心处理器和散热风扇供电并提供安装支撑；所述核心处理器与处理器载板通信连接，处理器载板为核心处理器引出接口；处理器载板可插接WIFI模块。
[0011]进一步地，所述飞行控制板的顶部通过减震海绵粘贴于结构框架。
[0012]进一步地，所述分电系统用于通过电阻分压电路获取按设定比例降压后的电池电压连接入飞行控制板，供飞行控制板监控电池电压，并用于使用二极管选择电路同时接收电池供电和外部插头供电，并在两者中导通电压较高的一个给机载微型计算机。
[0013]进一步地，所述分电系统中安装有滤波电路，所述滤波电路用于滤除电机螺旋桨运转时产生的电路纹波。
[0014]进一步地，所述电调模块一侧的电源口与分电系统直接焊接固连，另一侧通过减震垫安装于结构框架上。
[0015]进一步地，所述无人机还包括有航模遥控器接收机，其与所述机载微型计算机通讯连接。
[0016]本技术的有益效果在于：本技术可以有效提高无人机的结构紧凑性，减小无人机的体积，从而有助于提高无人机在复杂环境下的应用能力。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例的无人机简化结构示意图；
[0018]图2为本技术实施例的机载微型计算机的结构示意图。
具体实施方式
[0019]以下将结合附图对本技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围并不限于本实施例。
[0020]本实施例提供一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机，如图1－2所示，包括结构框架1、飞行控制板5、相机2、机载微型计算机3、测距定位模块11、电池4、电调模块6、电机螺旋桨8和分电系统7；飞行控制板5、相机2、机载微型计算机3、测距定位模块11、电池4、电调模块6、电机螺旋桨8和分电系统7均安装在结构框架1上；所述飞行控制板5、相机2、测距定位模块11均与所述机载微型计算机3通讯连接，所述飞行控制板5通讯连接于所述电调模块6；所述电池4与所述分电系统7电连接，所述分电系统7分别与所述机载微型计算机3和电调模块6电连接，所述机载微型计算机 3为相机2、测距定位模块11、飞行控制板5供电，所述电调模块6 为所述电机螺旋桨8供电。
[0021]其中，所述相机2、机载微型计算机3设置在所述结构框架1内的最上层，所述相机2的拍摄方向朝向结构框架1的前方；
[0022]所述电池4、飞行控制板5、电调模块6和分电系统7设置在所述结构框架1的中层；所述电池4位于中部位置，所述飞行控制板5、电调模块6分别位于所述电池4的两侧；所述分电系统7采用立式安装，其位于所述电池4和电调模块6之间并且紧贴电池4。
[0023]所述结构框架1的最下层安装所述电机螺旋桨8。采用电机螺旋桨下置设计，可以最大化利用水平空间，使飞行器整体更趋向于正方形为非传统的盘型。
[0024]所述测距定位模块11向上竖直安装于结构框架1的一侧。
[0025]上述无人机的空间设计在保持足够的空气动力学性能的前提下，尽可能减小了飞行器体积，有助于无人机的小型化和轻量化。
[0026]需要说明的是，将相机安装于结构框架最上层，可以使得其在起飞之前也能尽可能远离地面，且画面中不会出现螺旋桨干扰。除此以外，虽然多旋翼无人机可以在空间内任意平移和旋转，但是借鉴穿越机飞手的操作方式，本实施例的无人机在飞行过程中主要为前飞，依靠航向角的改变来调整方向，从而使得仅需一个前向相机即可满足安全避障需求。
[0027]在本实施例中，所述相机为灰度深度一体化的双目相机。所述灰度深度一体化的双目相机，通过在双目相机设置红外结构光投影器，可以将红外结构光投射出去，增加画面特征，提高深度计算的精度。通过控制红外结构光投影器一帧间隔一帧地开关，在其打开的一帧获得的双目灰度图将会布满不规则分布的白色光点，利用这些白点的分布加上环境中原有的特征信息，可以匹配左右目画面，算得环境中每一个像素的深度，该深度图将用作稠密环境建图。其关闭的那一帧将得到纯净的双目灰度画面，该画面将输入给视觉－惯性里程计，配合惯性测量可以用作无人机实时6自由度(3自由度位置+3自由度旋转) 状态估计。作为优选方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构紧凑的复杂场景全自主导航微型无人机，其特征在于，包括结构框架、飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统；飞行控制板、相机、机载微型计算机、测距定位模块、电池、电调模块、电机螺旋桨和分电系统均安装在结构框架上；所述飞行控制板、相机、测距定位模块均与所述机载微型计算机通讯连接，所述飞行控制板通讯连接于所述电调模块；所述电池与所述分电系统电连接，所述分电系统分别与所述机载微型计算机和电调模块电连接，所述机载微型计算机为相机、测距定位模块、飞行控制板供电，所述电调模块为所述电机螺旋桨供电；所述相机、机载微型计算机设置在所述结构框架内的最上层，所述相机的拍摄方向朝向结构框架的前方；所述电池、飞行控制板、电调模块和分电系统设置在所述结构框架的中层；所述电池位于中部位置，所述飞行控制板、电调模块分别位于所述电池的两侧；所述分电系统采用立式安装，其位于所述电池和电调模块之间并且紧贴电池；所述结构框架的最下层安装所述电机螺旋桨；所述测距定位模块向上竖直安装于结构框架的一侧。2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高飞，周鑫，雷鸣，
申请(专利权)人：浙江大学湖州研究院，
类型：新型
国别省市：