一种无人机及其无人机全向感知装置的制作方法

本实用新型涉及无人机环境感知设备领域，特别是涉及一种无人机全向感知装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述无人机全向感知装置的无人机。

背景技术：

随着科技的发展，无人机由于其特有的灵活性、较强的环境适应能力以及体积小等特点，得到越来越广泛的应用，在无人机的运行过程中。

现有技术中，无人机通过感知与障碍物的距离，并实时调节与障碍物的距离实现定点与避障，常见的无人机系实现了1至5个方向的障碍物感知，然而，对一些特殊的地理形势或者人造结构，如地下隧道、管道等狭窄的受限空间，需要通过感知6个及以上方向或角度的障碍物，才可以实现良好的避障性能。

因此，如何提高无人机在狭小空间中的避障性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种无人机全向感知装置，该无人机全向感知装置可以实现全方向障碍物感知，通过避障可在狭小空间中探寻无人机可行经路径。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述无人机全向感知装置的无人机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无人机全向感知装置，包括安装在无人机的前、后、左、右、上和下六个方向上的单向感知组件，所述单向感知组件包括用于发出电磁波、红外光或者激光的信号发射器和用于接收信号的信号接收板，所述信号发射器与所述信号接收板铰接。

优选的，所述单向感知组件还包括用于安装所述信号发射器的角度控制部件，所述角度控制部件与所述信号接收板铰接，并且所述角度控制部件相对于所述信号接收板的角度可变。

优选的，所述信号接收板上设有条形槽，所述角度控制部件的一端与所述条形槽的内部铰接，所述信号发射器安装在所述角度控制部件的另一端。

优选的，所述角度控制部件呈圆柱型，并且所述条形槽的端部内壁呈圆弧形。

优选的，所述角度控制部件通过旋转轴安装在所述条形槽的中部。

优选的，所述信号接收板呈圆形，并且所述角度控制部件安装在所述信号接收板的中间位置。

本实用新型还提供一种无人机，包括上述任意一项所述的无人机全向感知装置。

本实用新型所提供的无人机全向感知装置，包括安装在无人机的前、后、左、右、上和下的单向感知组件，所述单向感知组件包括用于发出电磁波、红外光或者激光信号的信号发射器和用于接收信号的信号接收板，所述信号发射器与所述信号接收板铰接。该无人机全向感知装置，通过分布在无人机侧边上的四个及顶部和底部的两个单向感知系统，使得该装置能全方位的感知周围是否存在障碍物，以免发生碰撞，并且，相对于现有技术而言，该装置在无人机的后方设置有所述单向感知组件，可以适用于地下隧道或管道等狭窄的受限空间中，及时的感知位于无人机后方的障碍物。另外，该装置结构简单，制作成本低，使用简便，信号发射与接收范围广，实现了全方位的障碍检测，适用范围广。

本实用新型所提供的无人机设有上述无人机全向感知装置，由于所述无人机全向感知装置具有上述技术效果，因此，设有该无人机全向感知装置的无人机也应当具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的六个单向感知组件安装位置示意图；

图2为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的单向感知组件一种具体实施方式的俯视结构示意图；

图3为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的单向感知组件一种具体实施方式的剖视结构示意图；

其中：1-第一单向感知组件、2-第二单向感知组件、3-第三单向感知组件、4-第四单向感知组件、5-第五单向感知组件、6-第六单向感知组件、7-条形槽、8-信号发射器、9-角度控制部件、10-信号接收板、11-旋转轴。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种无人机全向感知装置，该无人机全向感知装置可通过全方位感知障碍物，提高避障性能。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述无人机全向感知装置的无人机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的六个单向感知组件安装位置示意图；图2为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的单向感知组件一种具体实施方式的俯视结构示意图；图3为本实用新型所提供的无人机全向感知装置的单向感知组件一种具体实施方式的剖视结构示意图。

在该实施方式中，无人机全向感知装置包括安装在无人机的前、后、左、右、上和下六个方向上的单向感知组件，单向感知组件包括用于发出电磁波、红外光或者激光信号的信号发射器8和用于接收信号的信号接收板10，具体的，信号发射器8发射的信号可以为电磁波、红外光或者激光，当然也可以为其他形式的信号。

进一步，信号发射器8与信号接收板10铰接，信号发射器8与信号接收板10之间的夹角可变，进而改变信号发射器8发出信号的方向，来实现单向感知组件在多角度上对障碍物的感知。

更进一步，信号接收板10优选为圆形，角度控制部件9优选安装在信号接收板10的中间位置，方便对信号的接收。

该无人机全向感知装置，通过分布在无人机侧边上的四个及顶部和底部的两个单向感知系统，使得该装置能全方位的感知周围是否存在障碍物，以免发生碰撞，并且，相对于现有技术而言，该装置在无人机的后方设置有单向感知组件，可以适用于地下隧道或管道等狭窄的受限空间中，及时的感知位于无人机后方的障碍物。另外，该装置结构简单，制作成本低，使用简便，信号发射与接收范围广，实现了全方位的障碍检测，适用范围广。

具体的，如图1所示，分别在无人机的左、前、右、后、上、下安装第一单向感知组件1、第二单向感知组件2、第三单向感知组件3、第四单向感知组件4、第五单向感知组件5以及第六单向感知组件6，六个单向感知组件的结构可以相同，当然，也可以采用不同的单向感知组件，本实施例中优选采用信号发射器8角度可调的单向感知组件，并且六个单向感知组件的结构相同，便于安装和批量生产。

在上述各实施方式的基础上，单向感知组件还包括用于安装信号发射器8的角度控制部件9，角度控制部件9与信号接收板10铰接，并且角度控制部件9相对于信号接收板10的角度可变，角度控制部件9作为信号发射器8的安装主体，可以通过对自身角度的改变，实现信号发射器8相对于信号接收板10角度的改变。

具体的，在单个单向感知组件中，信号发射器8和信号接收板10组成障碍感知模块，信号发射器8通过向外发射超声波、红外光或者激光后，由系统记录信号从发出到信号接收板10接收到信号的时间，再根据信号在空气中传播的速度，由此可算出无人机与障碍物的距离；信号发射器8安装在角度控制部件9上，角度控制部件9能带动信号发射器8按图示3箭头所示的方向向左或向右转动一定的角度。

在上述各实施方式的基础上，信号接收板10上设有条形槽7，角度控制部件9的一端与条形槽7的内部铰接，信号发射器8安装在角度控制部件9的另一端，角度控制部件9可以在条形槽7内摆动，这里需要说明的是，信号接收板10在无人机上的安装方向，决定了条形槽7的延伸方向，进而决定了角度控制部件9的摆动方向，因此，信号接收板10在安装时，需要根据测量所需的实际情况进行安装。

这里需要说明的是，条形槽7的长度和深度，影响着角度控制部件9的摆动角度，条形槽7的长度和深度应当至少满足角度控制部件9摆动最大角度时的尺寸，当然，条形槽7的边缘尺寸，也可以刚好满足角度控制部件9摆动的最大角度。

在上述各实施方式的基础上，角度控制部件9呈圆柱型，圆柱型的角度控制部件9加工和安装方便，并且条形槽7的端部内壁呈圆弧形，圆弧形的内壁边界可以与圆柱型的角度控制部件9更好的贴合，防止角度控制部件9在摆动时，其侧壁受到磨损。

在上述各实施方式的基础上，角度控制部件9通过旋转轴11安装在条形槽7的中部，将角度控制部件9安装在条形槽7的中部，可以保证角度控制部件9左右摆动最大角度一致，当然，当条形槽7的尺寸足够大时，角度控制部件9也可以不安装在条形槽7的中部。

本实施例所提供的无人机全向感知装置，在无人机飞行过程中，单向感知组件的角度可以固定，即可以朝向单一的方向，当需要扩大感知范围时，通过控制器控制角度控制部件9开启工作，角度控制部件9便可以带动信号发射器8改变角度，扩大感知范围。

该无人机全向感知装置，通过全方位感知障碍物，可以提高避障性能，同时，该装置可以通过测量全方位上障碍物的距离，达到自主寻找可行经路径的目的，适合应用在空间狭窄的环境中，并且，通过在无人机的后方安装单向感知组件，可以在无人机由上而下进入隧道或管道时，探测出后方的障碍物距离，防止位于后方的障碍物损坏无人机。

除了上述无人机全向感知装置以外，本实用新型还提供了一种包括上述无人机全向感知装置的无人机，该无人机的其他各部分结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的无人机全向感知装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。