基于激光雷达的无人机地形跟随系统及方法

摘要

本发明是基于激光雷达的无人机地形跟随系统及方法，系统包括相对高度测量模块、其他传感器模块、飞行控制系统；方法包括如下步骤：第一步，激光雷达获取飞行环境的相对高度信息，雷达采集处理单元进行雷达数据的采集及预处理计算，并将处理的结果传输给飞行控制系统；第二步，基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块接收来自相对高度测量模块的相对高度数据信息和来自其他传感器模块的飞行状态信息，通过基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块进行融合处理，生成飞行指令；第三步，飞行指令经过飞行控制，经数据传输模块发送出飞行指令到无人机舵机组。本发明解决了无人机相对高度测量、定高飞行及自主起飞降落的问题。

主权项

基于激光雷达的无人机地形跟随系统，其特征在于，包括相对高度测量模块、其他传感器模块、飞行控制系统；所述相对高度测量模块，包括激光雷达和雷达采集处理单元，所述激光雷达获取飞行环境的相对高度信息，所述雷达采集处理单元，包括一个ARM主芯片，负责完成雷达数据的采集及预处理计算，并将处理的结果传输给飞行控制系统；所述其他传感器模块，包括IMU、三轴磁罗盘、GPS和气压计，用以获取无人机的飞行状态信息；所述飞行控制系统，包括基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块、飞行控制器和数据传输模块；基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块的输出端与飞行控制器的输入端相连，飞行控制器的输出端与数据传输模块的输入端相连；基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块用来接收来自相对高度测量模块的相对高度数据信息和来自其他传感器模块的飞行状态信息，通过基于扩展卡尔曼滤波器的传感器数据融合模块进行融合处理，生成飞行指令，通过数据传输模块发送飞行指令，以控制无人机的舵机组实现多样地形的跟随飞行及自主起降；所述无人机，包括舵机组，所述舵机组根据飞行控制器的飞行指令进行飞行，实现地形跟随及自主起降飞行功能。