[0001] 本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机避障装置。

[0002] 相关技术中，无人机避障是基于多组摄像头获取无人机各方位的图像数据，通过MIPI(Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口，简称MIPI)传输端口传输图像数据，并根据对应方向的图像数据计算障碍物的距离位置信息，实现无人机避障功能。

[0003] 但MIPI传输端口最大只能支持四路通道数据的传输，在此情况下，无人机只能实现两组摄像头的图像数据获取，导致无人机只能实现前后或上下避障，避障效果不佳。实用新型内容

[0004] 本实用新型的主要目的是提供一种无人机避障装置，旨在解决现有技术中MIPI传输端口只支持四路通道数据传输的情况下，无人机只能上下或前后避障，导致避障效果不佳的问题。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型提出一种无人机避障装置，包括：

[0006] 飞行控制模块，飞行控制模块具有多个MIPI传输端口；

[0007] 多个信号切换模块，每一MIPI传输端口与至少一个信号切换模块连接；以及[0008] 多个图像采集模块，每一信号切换模块与至少一个图像采集模块连接，且不同图像采集模块采集无人机不同方位的图像数据；

[0009] 其中，信号切换模块用于根据飞行控制模块的控制信号，切换与MIPI传输端口连接的图像采集模块，将与MIPI传输端口连接的图像采集模块采集的图像数据发送至飞行控制模块。

[0010] 可选地，多个MIPI传输端口包括第一传输端口、第二传输端口、第三传输端口以及第四传输端口；

[0011] 多个信号切换模块包括第一信号切换模块、第二信号切换模块、第三信号切换模块以及第四信号切换模块；

[0012] 多个图像采集模块包括第一图像采集模块、第二图像采集模块、第三图像采集模块以及第四图像采集模块；

[0013] 其中，第一信号切换模块分别与第一图像采集模块和第一传输端口连接；

[0014] 第二信号切换模块分别与第二图像采集模块和第二传输端口连接；

[0015] 第三信号切换模块分别与第三图像采集模块和第三传输端口连接；

[0016] 第四信号切换模块分别与第四图像采集模块和第四传输端口连接。

[0017] 可选地，第一图像采集模块，用于采集无人机上方的图像数据；

[0018] 第二图像采集模块，用于采集无人机下方的图像数据；

[0019] 第三图像采集模块，用于采集无人机左侧和/或右侧的图像数据；

[0020] 第四图像采集模块，用于采集无人机前方和/或后方的图像数据。

[0021] 可选地，第三图像采集模块包括左侧图像采集模块和右侧图像采集模块；

[0022] 第三信号切换模块包括第三转换芯片、第四转换芯片以及第五转换芯片；

[0023] 其中，第三转换芯片分别与第四转换芯片、第五转换芯片和第三传输端口连接，第四转换芯片与左侧图像采集模块连接，第五转换芯片与右侧图像采集模块连接。

[0024] 可选地，第四图像采集模块包括前方图像采集模块和后方图像采集模块；

[0025] 第四信号切换模块包括第六转换芯片、第七转换芯片以及第八转换芯片；

[0026] 其中，第六转换芯片分别与第七转换芯片、第八转换芯片和第四传输端口连接，第七转换芯片与前方图像采集模块连接，第八转换芯片与后方图像采集模块连接。

[0027] 可选地，飞行控制模块按照上、下、左、右、前和后的顺序依次向对应的信号切换模块发送控制信号，以使对应的信号切换模块将对应的图像采集模块切换至飞行控制模块连接。

[0028] 可选地，图像采集模块为双目摄像头。

[0029] 可选地，信号切换模块为TS3DV621转换芯片。

[0030] 可选地，飞行控制模块为DSP芯片，DSP芯片用于根据所有图像采集模块采集的图像数据，合成无人机全景图像数据。

[0031] 可选地，无人机避障装置还包括无线通信模块；

[0032] 无线通信模块，与飞行控制模块连接，用于向移动终端推送全景图像数据。

[0033] 本申请提供的一种无人机避障装置，通过无人机的多个图像采集模块可以采集无人机上、下、左、右、前和后六个方位的图像数据，无人机的信号切换模块可以根据无人机飞行控制模块的控制信号，切换与MIPI传输端口连接的图像采集模块，由此可以将采集的无人机六个方位图像数据传输至飞行控制模块，飞行控制模块可以根据获取的无人机六个方位的图像数据，控制无人机避障，由此可以实现无人机的六面避障功能，提升无人机的避障效果。

[0039] 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的一部分实施例，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作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。

[0040] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0041] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0042] 另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

[0043] 相关技术中，无人机避障一般是基于多组摄像头获取无人机各方位的图像数据，通过MIPI传输端口进行图像数据传输，并根据对应方向的图像数据计算障碍物的距离位置信息，实现无人机避障功能。但MIPI传输端口最大只能支持四路通道数据的传输，在此情况下，无人机只能实现两组摄像头的图像数据获取，导致无人机只能实现前后或上下避障，避障效果不佳。

[0044] 为了解决这一技术问题，提出本实用新型的一种无人机避障装置，通过无人机的多个图像采集模块可以采集无人机上、下、左、右、前和后六个方位的图像数据，无人机的信号切换模块可以根据无人机飞行控制模块的控制信号，切换与MIPI传输端口连接的图像采集模块，由此可以将采集的无人机六个方位图像数据传输至飞行控制模块，飞行控制模块可以根据获取的无人机六个方位的图像数据，控制无人机进行避障，由此可以实现无人机的六面避障功能，以此提升无人机的避障效果。

[0045] 参照图1，图1为本实用新型无人机避障装置一实施例的结构示意图；

[0046] 在图1所述的实施例中，无人机避障装置包括：

[0047] 飞行控制模块10，飞行控制模块具有多个MIPI传输端口；

[0048] 多个信号切换模块，每一MIPI传输端口与至少一个信号切换模块连接；以及[0049] 多个图像采集模块，每一信号切换模块与至少一个图像采集模块连接，且不同图像采集模块采集无人机不同方位的图像数据；

[0050] 其中，信号切换模块用于根据飞行控制模块的控制信号，切换与MIPI传输端口连接的图像采集模块，将与MIPI传输端口连接的图像采集模块采集的图像数据发送至飞行控制模块。

[0051] 具体地，无人机避障装置的多个图像采集模块可以实现无人机多个方位的图像采集，图像采集模块可以是单个广角摄像机、红外摄像机。

[0052] 或者作为一种具体实施方式：图像采集模块采用双目摄像头。

[0053] 不难理解的，图像采集模块采用双目摄像头可以实现双目摄像头中一个摄像头出现故障时，另一正常摄像头能迅速响应，从而不会因摄像头出现故障而影响无人机的避障效果。

[0054] 飞行控制模块可以产生控制信号，当信号切换模块接收到飞行控制模块的发送的控制信号时，可以根据控制信号切换图像采集模块与MIPI传输端口的连接，将不同图像采集模块采集的数据输出至飞行控制模块，飞行控制模块可以根据接收到的图像数据，对图像数据进行处理，并根据处理结果控制无人机避障飞行。其中，飞行控制模块可以是FPGA处理器；

[0055] 或者作为一种具体实施方式飞行控制模块也可以为DSP芯片，DSP芯片用于根据所有图像采集模块采集的图像数据，合成无人机全景图像数据。

[0056] 具体地，DSP芯片在接收无人机采集的图像数据后可以根据预设程序将采集到的无人机多方位的图像数据合成为无人机全景图像数据，以此作为无人机避障的参考。

[0057] 值得一提的是，DSP芯片是一种快速运转的微处理器，可以及时快速地进行数据处理。无人机的飞行控制模块采用DSP芯片可以有效提升无人机图像数据的处理效率，从而根据图像数据的处理结果可以及时控制无人机进行避障，提升无人机避障的时效性。

[0058] 需要说明的，该无人机避障装置中，DSP芯片合成无人机全景图像数据的具体方法根据预设程序实现，预设程序则是直接导入DSP芯片中的现有程序或方法。

[0059] 进一步参照图1，该无人机避障装置的多个MIPI传输端口包括第一传输端口101、第二传输端口102、第三传输端口103以及第四传输端口104；

[0060] 多个信号切换模块包括第一信号切换模块60、第二信号切换模块70、第三信号切换模块80以及第四信号切换模块90；

[0061] 多个图像采集模块包括第一图像采集模块20、第二图像采集模块30、第三图像采集模块40以及第四图像采集模块50；

[0062] 其中，第一信号切换模块60分别与第一图像采集模块20和第一传输端口101连接；

[0063] 第二信号切换模块70分别与第二图像采集模块30和第二传输端口102连接；

[0064] 第三信号切换模块80分别与第三图像采集模块40和第三传输端口103连接；

[0065] 第四信号切换模块90分别与第四图像采集模块50和第四传输端口104连接。

[0066] 具体地，MIPI数据传输端口可以进行图像数据的传输，可以实现图像数据的高速传输和低延迟传输。

[0067] 信号切换模块可以是电子开关器件，或者作为一种实施方式，信号切换模块为TS3DV621转换芯片。TS3DV621是一种2:1信号转换芯片，有2个输入源时，可以通过控制信号控制芯片，使得未选择的输入端口处于高阻抗模式，从而输出选择的目标输出源。

[0068] 通过飞行控制模块的控制信号可以控制转换芯片作用，使得未被选择的图像采集模块对应的TS3DV621的输入端口处于高阻抗模式，从而使得转换芯片只能输出目标图像采集模块采集的图像数据。

[0069] 进一步参照图1，第一图像采集模块20，用于采集无人机上方的图像数据；

[0070] 第二图像采集模块30，用于采集无人机下方的图像数据；

[0071] 第三图像采集模块40，用于采集无人机左侧和/或右侧的图像数据；

[0072] 第四图像采集模块50，用于采集无人机前方和/或后方的图像数据。

[0073] 具体地，第一图像采集模块20为一组双目摄像头，设置于无人机的上方，可以采集到无人机上方的图像数据；第二图像采集模块30为一组双目摄像机，设置于无人机下方，可以采集无人机下方的图像数据。

[0074] 进一步参照图1，第三图像采集模块40包括左侧图像采集模块401和右侧图像采集模块402；

[0075] 第三信号切换模块80包括第三转换芯片801、第四转换芯片802以及第五转换芯片805；

[0076] 其中，第三转换芯片801分别与第四转换芯片802、第五转换芯片805和第三传输端口103连接，第四转换芯片802与左侧图像采集模块连接401，第五转换芯片803与右侧图像采集模块402连接。

[0077] 具体地，第三图像采集模块40中的左侧图像采集模块401为一组双目摄像头，设置于无人机左侧，可以在无人机飞行时，采集无人机左侧的图像数据；第三图像采集模块40中的右侧图像采集模块402为一组双目摄像头，设置于无人机右侧，可以在无人机飞行时，采集无人机右侧的图像数据。第四转换芯片802和第五转换芯片803可以实现输出无人机左侧和右侧采集的四路数据中的两路图像数据，第三转换芯片801以第四转换芯片802好第五转换芯片803的输出作为输入源，根据飞行控制模块的控制信号可以输出上述两路图像数据中的一路数据。

[0078] 进一步参照图1，第四图像采集模块50包括前方图像采集模块501和后方图像采集模块502；

[0079] 第四信号切换模块90包括第六转换芯片901、第七转换芯片902以及第八转换芯片903；

[0080] 其中，第六转换芯片901分别与第七转换芯片902、第八转换芯片903和第四传输端口104连接，第七转换芯片902与前方图像采集模块501连接，第八转换芯片903与后方图像采集模块502连接。

[0081] 具体地，第四图像采集模块50中的前方图像采集模块501为一组双目摄像头，设置于无人机前方，可以在无人机飞行时，采集无人机前方的图像数据；第四图像采集模块50中的后方图像采集模块502为一组双目摄像头，设置于无人机后方，可以在无人机飞行时，采集无人机后方的图像数据。第七转换芯片902和第八转换芯片903可以实现输出无人机前方和后方采集的四路数据中的两路图像数据，第六转换芯片901以第七转换芯片902好第八转换芯片903的输出作为输入源，根据飞行控制模块的控制信号可以输出上述两路图像数据中的一路数据。

[0082] 进一步的，飞行控制模块可以按照上、下、左、右、前和后的顺序依次向对应的信号切换模块发送控制信号，以使对应的所述信号切换模块将对应的所述图像采集模块切换至所述飞行控制模块连接。

[0083] 如在一示例中，飞行控制模块可以向第三信号切换模块发送用于使左侧图像采集装置采集的图像数据输出的控制信号，此时，第四转换芯片输出左侧双目摄像头任一单目采集的一路数据，第五转换芯片输出右侧双目摄像头任一单目采集的一路数据。第四转换芯片和第五转换芯片的输出数据作为第三切换芯片的输入源，第三转换芯片根据控制信号，将第五转换芯片在第三转换芯片上的输入端置为高阻抗状态，使得第三转换芯片输出无人机左侧图像数据至第三传输端口。

[0084] 值得一提的是，参照图1，无人机避障装置还包括无线通信模块00；

[0085] 无线通信模块，与飞行控制模块连接，用于向移动终端推送全景图像数据。

[0086] 具体地，无线通信模块可以是蓝牙模块，也可以是WiFi模块。无人机可以通过无线通信模块与地面的移动终端建立通信连接，将合成的全景图像数据推送至移动终端，可以实现地面设备实时查看无人机的采集的图像数据，用以应对突发状况。

[0087] 不难看出，本实施例中无人机避障装置通过无人机的多个图像采集模块可以采集无人机上、下、左、右、前和后六个方位的图像数据，无人机的信号切换模块可以根据无人机飞行控制模块的控制信号，切换与MIPI传输端口连接的图像采集模块，由此可以将采集的无人机六个方位图像数据传输至飞行控制模块，飞行控制模块可以根据获取的无人机六个方位的图像数据，合成全景图像数据，并控制无人机避障，由此可以实现无人机的六面避障功能，有效提升无人机的避障效果。

[0088] 以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。