[发明专利]用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达及其控制方法

权利要求书

1.一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，包括云台保护外壳(1)、多轴运动处理组件(2)、处理器(5)、自稳云台、激光雷达连接座(13)和激光雷达(14)，所述多轴运动处理组件(2)、处理器(5)和自稳云台均安装在云台保护外壳(1)上，所述自稳云台的驱动端连接所述激光雷达连接座(13)，所述激光雷达(14)安装在激光雷达连接座(13)上，所述处理器(5)分别连接多轴运动处理组件(2)、自稳云台和激光雷达(14)，所述多轴运动处理组件(2)连接自稳云台。

2.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述自稳云台包括横滚轴云台臂(10)、横滚舵机、俯仰轴云台臂(11)、俯仰舵机和云台效应器(12)，所述横滚轴云台臂(10)受横滚舵机驱动，所述俯仰轴云台臂(11)受俯仰舵机驱动，所述横滚舵机和俯仰舵机均安装在云台保护外壳(1)上，所述横滚轴云台臂(10)和俯仰轴云台臂(11)均一端可转动连接云台效应器(12)，所述激光雷达连接座(13)安装在云台效应器(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述横滚轴云台臂(10)为U型台臂，所述横滚轴云台臂(10)的中部底端连接横滚舵机，所述横滚轴云台臂(10)的两端分别可转动连接在云台效应器(12)的两侧，所述云台效应器(12)远离横滚轴云台臂(10)的一侧可转动连接所述俯仰轴云台臂(11)，所述横滚轴云台臂(10)和俯仰轴云台臂(11)分别连接在所述云台保护外壳(1)中相互垂直的两个平面上。

4.根据权利要求3所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述俯仰轴云台臂(11)包括相互连接的第一L型台臂和第二L型台臂，所述第一L型台臂的一端连接俯仰舵机，另一端可转动连接第二L型台臂，所述第二L型台臂远离第一L型台臂的一端可转动连接所述云台效应器(12)。

5.根据权利要求4所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述云台保护外壳(1)包括顶板、左侧板、右侧板和连接板，所述顶板垂直连接在连接板的顶部，所述左侧板垂直连接在连接板的左侧，所述右侧板垂直连接在连接板的右侧，所述顶板的两侧还分别连接左侧板和右侧板；所述第一L型台臂围绕右侧板和顶板设置，所述第二L型台臂可转动连接在云台效应器(12)远离横滚轴云台臂(10)的一侧。

6.根据权利要求4所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述云台效应器(12)与横滚轴云台臂(10)和俯仰轴云台臂(11)的连接处均设有滚珠轴承(15)，所述第一L型台臂和第二L型台臂的连接处设有滚珠轴承(15)。

7.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述云台保护外壳(1)上设有保护卡扣(3)，该保护卡扣(3)安装在多轴运动处理组件(2)外侧，用户保护多轴运动处理组件(2)。

8.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述云台保护外壳(1)上设有处理器保护壳(4)，所述处理器(5)安装在该处理器保护壳(4)内，所述处理器保护壳(4)设有走线孔(6)，所述云台保护外壳(1)对应设有铜锣柱(7)，所述处理器(5)的接线通过走线孔(6)缠绕在铜锣柱(7)上。

9.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达，其特征在于，所述多轴运动处理组件(2)为MPU6050模块。

10.一种如权利要求1-9任一所述的一种用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达的控制方法，其特征在于，所述多轴运动处理组件(2)内设有加速度计和陀螺仪，所述自稳云台用于对激光雷达(14)进行x轴和y轴位置调整，所述控制方法包括以下步骤：

根据加速度计的输出结果进行滤波采样获取多个x轴和y轴的加速度采样数据，根据陀螺仪的输出结果获取多个x轴和y轴相对于z轴的夹角采样数据，并对夹角采样数据进行滑动加权滤波；

根据加速度采样数据和滤波后的夹角采样数据计算x轴和y轴的角速度，并进行积分和平均处理后计算方差得到卡尔曼增益，将该卡尔曼增益与加速度采样数据叠加，得到x轴和y轴的P值，最终得到x轴和y轴的舵机修正量对舵机进行控制；

通过所述激光雷达(14)实时采集雷达数据。