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CN106240807A - 一种集光电探测一体化的无人机 - Google Patents

一种集光电探测一体化的无人机 Download PDF

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CN106240807A CN201610603841.0A CN201610603841A CN106240807A CN 106240807 A CN106240807 A CN 106240807A CN 201610603841 A CN201610603841 A CN 201610603841A CN 106240807 A CN106240807 A CN 106240807A
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Abstract

本发明涉及一种集光电探测一体化的无人机，包含：机体，其内部设置有多个光电探测设备，其侧壁上设置有多个探测窗，且每个光电探测设备分别对准各个探测窗设置；机架平台，其连接设置在机体的顶部上方；多旋翼无人机机架，其连接设置在机架平台上，且各旋翼之间均匀间隔设置；多个螺旋桨，分别对应设置在多旋翼无人机机架的各个旋翼上；其中，机体、机架平台、多旋翼无人机机架以及螺旋桨采用一体式结构；通过无人机将光电探测设备携带至空中探测区域进行周围空间环境的图像拍摄，实现场景三维重建。本发明结构简单，使用方便，能有效减小无人机的整体尺寸，可适用于在狭小空间内进行光电探测并进行三维重建，适用范围广。

Description

一种集光电探测一体化的无人机
技术领域
本发明涉及一种无人机，尤其是指一种集光电探测一体化的无人机。
背景技术
随着信息时代的不断发展，越来越多的应用场合需要三维场景模型。三维重建技术已经广泛用于建筑、精密工业测量、虚拟现实、机器人导航、考古和军事等领域，并在未来有着非常广阔的应用前景。而当前，利用无人机进行航拍则广泛应用于军事侦察、城市规划、土地及水资源调查、自然灾害监测等领域。可见，利用无人机来进行快速三维重建，已经成为当前研究的一大热点。
现有技术中，传统无人机的平台与探测吊舱分离，导致其尺寸较大，不适宜在狭小空间飞行。因此，对于复杂程度不同的环境，特别是狭小空间的三维快速重建是目前亟需解决的一大问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种集光电探测一体化的无人机，结构简单，使用方便，能有效减小无人机的整体尺寸，可适用于在狭小空间内进行光电探测并进行三维重建，适用范围广。
为实现上述目的，本发明提供一种集光电探测一体化的无人机，包含：机体，其内部设置有多个光电探测设备，其侧壁上设置有多个探测窗，且每个光电探测设备分别对准各个探测窗设置；机架平台，其连接设置在所述的机体的顶部上方；多旋翼无人机机架，其连接设置在所述的机架平台上，且各旋翼之间均匀间隔设置；多个螺旋桨，分别对应设置在多旋翼无人机机架的各个旋翼上；其中，所述的机体、机架平台、多旋翼无人机机架以及螺旋桨采用一体式结构；通过无人机将所述的光电探测设备携带至空中探测区域进行周围空间环境的图像拍摄，实现场景三维重建。
所述的机体为球形结构。
所述的多旋翼无人机机架弯曲形成圆弧状，且与所述的机体的侧壁形状相匹配；在飞行状态下，所述的多旋翼无人机机架展开并与地面平行；在非工作状态下，所述的多旋翼无人机机架收拢并贴合在机体的侧壁表面上。
优选的，所述的多旋翼无人机机架为四旋翼无人机机架，即具有四个旋翼，每个旋翼上分别设置一个螺旋桨。
所述的机体的侧壁上对称设置有两个探测窗，该探测窗为圆形结构，且向机体的内部凹进，使光电探测设备的镜头伸出探测窗进行探测。
所述的光电探测设备为高清摄像头，或红外摄像仪，或激光雷达。
所述的机架平台通过隔振器和旋转框架与机体的顶部上方连接；所述的隔振器提供稳定支撑，减小高频振动；所述的旋转框架包括：提供360°方位角的方位框架，以及提供90°俯仰角的俯仰框架。
所述的无人机还包含：多个撑脚，分别均匀间隔的连接设置在所述的机架平台上。
优选的，所述的机架平台上对称设置有两个撑脚。
所述的撑脚弯曲形成圆弧状，且与所述的机体的侧壁形状相匹配；在飞行状态下，所述的撑脚展开并与地面平行；在非工作状态下，所述的撑脚收拢并贴合在机体的侧壁表面上，支撑整个无人机停放于地面。
所述的机体的内部还设置有：控制器，进行无人机的飞行控制；GPS导航仪，进行无人机的定位和导航；视觉/微波避障模块，进行飞行测绘，控制无人机的避障和防撞；信号收发器，分别与所述的光电探测设备、控制器以及地面控制站通信连接，将光电探测设备拍摄的实时图像发送至地面控制站，并将地面控制站发送的指令信息传输至控制器，以操控无人机飞行；电池，为控制器、GPS导航仪、视觉/微波避障模块、信号收发器以及光电探测设备提供工作电源。
本发明所提供的集光电探测一体化的无人机，结构简单，使用方便，能有效减小无人机的整体尺寸，可适用于在狭小空间内进行光电探测并进行三维重建，但又不仅限于狭小空间的飞行，适用范围广。
附图说明
图1为本发明中的集光电探测一体化的无人机在准备起飞时的结构示意图；
图2为本发明中的集光电探测一体化的无人机在空中稳定飞行且进行探测时的结构示意图；
图3为本发明中的集光电探测一体化的无人机在地面非工作状态时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图3，详细说明本发明的一个优选实施例。
如图1～图3所示，为本发明提供的集光电探测一体化的无人机，包含：机体4，其内部设置有多个光电探测设备，其侧壁上设置有多个探测窗5，且每个光电探测设备分别对准各个探测窗5设置；机架平台3，其连接设置在所述的机体4的顶部上方；多旋翼无人机机架1，其连接设置在所述的机架平台3上，且各旋翼之间均匀间隔设置；多个螺旋桨2，分别对应设置在多旋翼无人机机架1的各个旋翼上；其中，所述的机体4、机架平台3、多旋翼无人机机架1以及螺旋桨2采用一体式结构；通过无人机将所述的光电探测设备携带至空中探测区域进行周围空间环境的图像拍摄，实现场景三维重建。
所述的机体4为球形结构。
所述的多旋翼无人机机架1弯曲形成圆弧状，且与所述的机体4的侧壁形状相匹配；在飞行状态下，所述的多旋翼无人机机架1展开并与地面平行；在非工作状态下，所述的多旋翼无人机机架1收拢并贴合在机体4的侧壁表面上。
所述的多旋翼无人机机架1为四旋翼无人机机架，即具有四个旋翼，每个旋翼上分别设置一个螺旋桨2。
所述的机体4的侧壁上对称设置有两个探测窗5，该探测窗5为圆形结构，且向机体4的内部凹进，使得光电探测设备的镜头伸出探测窗5进行探测。
所述的光电探测设备为尺寸合适的高清摄像头，或红外摄像仪，或激光雷达等。
所述的机架平台3通过隔振器和旋转框架与机体4的顶部上方连接；所述的隔振器提供稳定支撑，减小无人机产生的高频振动；所述的旋转框架包括：提供360°方位角的方位框架，以及提供90°俯仰角的俯仰框架。
所述的无人机还包含：多个撑脚6，分别均匀间隔的连接设置在所述的机架平台3上。
所述的机架平台3上对称设置有两个撑脚6。
所述的撑脚6弯曲形成圆弧状，且与所述的机体4的侧壁形状相匹配；在飞行状态下，所述的撑脚6展开并与地面平行，避免妨碍机体4的方位轴转动，从而影响光电探测设备进行探测；在非工作状态下，所述的撑脚6收拢并贴合在机体4的侧壁表面上，支撑整个无人机停放于地面。
所述的机体4的内部还设置有：控制器，用于进行无人机的飞行控制；GPS导航仪，用于进行无人机的定位和导航；视觉/微波避障模块，用于进行飞行测绘，控制无人机的避障和防撞，提高无人机飞行的安全性；信号收发器，分别与所述的光电探测设备、控制器以及地面控制站通信连接，用于将光电探测设备拍摄的实时图像发送至地面控制站，并将地面控制站发送的指令信息传输至控制器，以操控无人机飞行；电池，为控制器、GPS导航仪、视觉/微波避障模块、信号收发器以及光电探测设备提供工作电源。
如图1所示，本发明所述的集光电探测一体化的无人机，在地面准备起飞时，四旋翼无人机机架展开，升起90°与地面平行，两个撑脚6收拢并贴合在机体4的侧壁表面上，支撑整个无人机停放于地面。
本发明所述的集光电探测一体化的无人机，起飞后，由四个螺旋桨2为无人机提供升力，机体4、机架平台3、四旋翼无人机机架以及螺旋桨2作为一体化载体，将光电探测设备携带至空中探测区域。
如图2所示，本发明所述的集光电探测一体化的无人机，在空中稳定飞行时，两个撑脚6展开，升起90°与地面平行，避免妨碍机体4的方位轴转动，从而影响光电探测设备进行探测。此时，光电探测设备通过机体4侧壁上对称设置的两个探测窗5，对周围空间环境进行探测，拍摄大量实时图像，并通过信号收发器将实时图像发送至地面控制站，以实现快速的场景三维重建；地面控制站将指令信息通过信号收发器发送给控制器，以对无人机进行飞行操控。
如图3所示，本发明所述的集光电探测一体化的无人机，在地面非工作状态时，两个撑脚6收拢并贴合在机体4的侧壁表面上，支撑整个无人机停放于地面；卸下四个螺旋桨2，且四旋翼无人机机架也收拢并贴合在机体4的侧壁表面上。
本发明所提供的集光电探测一体化的无人机，结构简单，使用方便，能有效减小无人机的整体尺寸，可适用于在狭小空间内进行光电探测并进行三维重建，但又不仅限于狭小空间的飞行，适用范围广。
本发明所提供的集光电探测一体化的无人机，提出将光电探测设备与无人机合成一体，同时集成视觉/微波避障模块，便于无人机在狭小空间内进行飞行测绘工作，实现快速的三维重建。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种集光电探测一体化的无人机，其特征在于，包含：
机体（4），其内部设置有多个光电探测设备，其侧壁上设置有多个探测窗（5），且每个光电探测设备分别对准各个探测窗（5）设置；
机架平台（3），其连接设置在所述的机体（4）的顶部上方；
多旋翼无人机机架（1），其连接设置在所述的机架平台（3）上，且各旋翼之间均匀间隔设置；
多个螺旋桨（2），分别对应设置在多旋翼无人机机架（1）的各个旋翼上；
其中，所述的机体（4）、机架平台（3）、多旋翼无人机机架（1）以及螺旋桨（2）采用一体式结构；
通过无人机将所述的光电探测设备携带至空中探测区域进行周围空间环境的图像拍摄，实现场景三维重建。
2.如权利要求1所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的机体（4）为球形结构。
3.如权利要求2所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的多旋翼无人机机架（1）弯曲形成圆弧状，且与所述的机体（4）的侧壁形状相匹配；
在飞行状态下，所述的多旋翼无人机机架（1）展开并与地面平行；
在非工作状态下，所述的多旋翼无人机机架（1）收拢并贴合在机体（4）的侧壁表面上。
4.如权利要求3所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的多旋翼无人机机架（1）为四旋翼无人机机架，即具有四个旋翼，每个旋翼上分别设置一个螺旋桨（2）。
5.如权利要求1所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的机体（4）的侧壁上对称设置有两个探测窗（5）；该探测窗（5）为圆形结构，且向机体（4）的内部凹进，使光电探测设备的镜头伸出探测窗（5）进行探测。
6.如权利要求1所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的光电探测设备为高清摄像头，或红外摄像仪，或激光雷达。
7.如权利要求1所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的机架平台（3）通过隔振器和旋转框架与机体（4）的顶部上方连接；
所述的隔振器提供稳定支撑，减小高频振动；
所述的旋转框架包括：提供360°方位角的方位框架，以及提供90°俯仰角的俯仰框架。
8.如权利要求2所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，还包含多个撑脚（6），分别均匀间隔的连接设置在所述的机架平台（3）上。
9.如权利要求8所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的机架平台（3）上对称设置两个撑脚（6）；所述的撑脚（6）弯曲形成圆弧状，且与所述的机体（4）的侧壁形状相匹配；
在飞行状态下，所述的撑脚（6）展开并与地面平行；
在非工作状态下，所述的撑脚（6）收拢并贴合在机体（4）的侧壁表面上，支撑整个无人机停放于地面。
10.如权利要求1所述的集光电探测一体化的无人机，其特征在于，所述的机体（4）的内部还设置有：
控制器，进行无人机的飞行控制；
GPS导航仪，进行无人机的定位和导航；
视觉/微波避障模块，进行飞行测绘，控制无人机的避障和防撞；
信号收发器，分别与所述的光电探测设备、控制器以及地面控制站通信连接，将光电探测设备拍摄的实时图像发送至地面控制站，并将地面控制站发送的指令信息传输至控制器，以操控无人机飞行；
电池，为控制器、GPS导航仪、视觉/微波避障模块、信号收发器以及光电探测设备提供工作电源。
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