(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210711959.0 (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 上海建桥学院有限责任公司 地址 201306 上海市浦东 新区中国(上海) 自由贸易试验区临港新片区沪城环路 1111号 (72)发明人 潘铭杰　王煜皓　孙赟琦　李阳　 蔡轩龙　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 夏健君 (51)Int.Cl. G01S 17/89(2020.01) G01S 7/481(2006.01) G01D 21/02(2006.01)G05B 19/042(2006.01) (54)发明名称 用于多旋翼无人机巡检的自适应仿地雷达 及其控制方法 (57)摘要 本发明涉及一种用于多旋翼无人机巡检的 自适应仿地雷达及其控制方法， 雷达包括云台保 护外壳、 多轴运动处理组件、 处理器、 自稳云台、 激光雷达连接座和激光雷达， 多轴运动处理组 件、 处理器和自稳云台均安装在云台保护外壳 上， 自稳云台的驱动端连接激光雷达连接座， 激 光雷达安装在激光雷达连接座上， 处理器分别连 接多轴运动处理组件、 自稳云台和激光雷达， 多 轴运动处理组件连接自稳云台。 与现有技术相 比， 本发明具有能降低飞行姿态对定高效果的影 响、 结构稳定可靠等优点。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115166768 A 2022.10.11 CN 115166768 A 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(1 1)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MPU6 050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权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115166768 A 2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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115166768 A 3