CN108036775A - 一种航测吊舱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航测吊舱，其包括固定架；以及设置在所述固定架上的一个中心传感器和若干个周向传感器；所述中心传感器垂直设置在所述固定架上；若干个所述周向传感器设置在以所述中心传感器为中心的同一圆周上；若干个所述周向传感器呈螺旋型倾斜设置，且倾斜角度相同。本发明通过螺旋型布设的若干个周向传感器以及中心设置的中心传感器的特定的布设形式，可以充分利用空间，有效减小整个吊舱结构的体积，结构更加紧凑；首先，该吊舱体积小、重量轻。同时通过该种布设方式，多个传感器组合所获取的图形等信息更加精准。
Description
技术领域
本发明涉及航测技术领域，尤其是涉及一种航测吊舱。
背景技术
无人机以及其他固定翼飞机在航测时，通常采用航测吊舱进行挂设传感器(通常为相机)，而目前的航测吊舱不合理，占用空间较大，同时多个相机布设时，无法取得较好的拍摄效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航测吊舱，以解决现有技术中存在的结构不合理，占用空间较大，同时多个相机布设时，无法取得较好的拍摄效果的技术问题。
本发明的吊舱结构具有体积小、质量轻、结构简单、工作模式多样，可使用多种飞行载具，提高作业效率的同时，更提高了影像质量与精度。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种航测吊舱，包括：固定架；
以及设置在所述固定架上的一个中心传感器和若干个周向传感器；
所述中心传感器垂直设置在所述固定架上(固定架水平设置在无人机底部，则中心传感器竖直设置)；
若干个所述周向传感器设置在以所述中心传感器为中心的同一圆周上；
若干个所述周向传感器呈螺旋型倾斜设置，且倾斜角度相同。
本发明中的多个周向传感器呈螺旋型倾斜设置且倾斜角度相同，将垂直于所述固定架且包含圆周某点切线的平面定义为该点处的切面，每个所述周向传感器在其切面的投影均向同一方向(顺时针或者逆时针)倾斜(或者偏转)设置，且倾斜角度相同，其中倾斜角度为周向传感器的中心轴线与垂直于固定架的垂直线在切面上的两个投影线的夹角。
与同配置的航测吊舱相比，本发明通过螺旋型布设的若干个周向传感器以及中心设置的中心传感器的特定的布设形式，可以充分利用空间，有效减小整个吊舱结构的体积，结构更加紧凑；该吊舱体积小、重量轻。同时通过该种布设方式，多个传感器组合所获取的图形等信息更加精准。
进一步地，所述传感器为用于捕捉图像信息的相机。
进一步地，所述倾斜角度为30度至75度。
其中更为优选地倾斜角度为40-50度。
进一步地，所述周向传感器的数量为3-10个。
周向传感器的具体数量可根据实际应用需要设置，优选地为3-6个。
进一步地，还包括中心定位架；
所述中心传感器通过所述中心定位架可拆卸地相对固定连接在所述固定架上；
所述中心定位架与所述固定架之间设置有用于中心定位架定位的定位结构。
进一步地，还包括周向定位架；
所述周向传感器通过所述周向定位架可拆卸地相对固定连接在所述固定架上；
所述周向定位架与所述固定架之间设置有用于周向定位架定位的定位结构。
其中，定位结构形式很多，主要用于定位架拆装过程中定位架的重复精确定位，例如分别设置定位架与所述固定架上的定位销和/或定位槽；
或者，设置在固定架上的定位凹槽，所述定位架的底部与定位凹槽相匹配，定位架插卡在定位凹槽内；
或者，固定架上设置有限位台，定位架设置有定位端面，安装时，定位架的定位端面顶靠在限位台上即可。
进一步地，所述航测吊舱还包括POS模块；所述POS模块用于记录作业过程中，曝光点的位置和姿态。
所述固定架上设置有用于限定所述POS模块位置的限位结构。
其中限位结构可以是定位槽、定位凸起或者定位面等形式，主要用于实现POS模块的定位。
定位结构和限位结构可保证在吊舱工作过程中，传感器之间的相对位置保持不变，以及传感器与POS模块之间的相对位置保持不变。
在现有技术中，POS模块与传感器在安装时是固定位置，而在吊舱工作过程中，POS模块与传感器之间的相对位置发生变化，这样，后续在基于POS模块的定位数据(该数据是根据该各个传感器相对于POS模块的相对位置确定的各个传感器的位置数据)对传感器采集的数据进行处理时，由于POS模块与传感器之间的相对位置会发生变化，数据处理精度会产生偏差。而本发明中，POS模块与传感器之间的相对位置是固定的，因此，数据处理精度高。
进一步地，所述中心定位架上设置有用于限定中心传感器位置的定位结构；
和/或，所述周向定位架上设置有用于限定周向传感器位置的定位结构。
进一步地，所述固定架包括顶板、底板以及连接柱，顶板和底板间隔设置，两者之间通过若干根所述连接柱固定连接；
顶板与所述底板之间形成用于容纳所述中心传感器和周向传感器的容纳空间；
所述容纳空间外侧包裹有壳体；
所述底板中心位置设置有用于安装所述中心传感器的中心安装孔和定位结构；
在所述中心安装孔的周向上均匀设置有若干个用于安装所述周向传感器的周边安装孔和定位结构；
所述中心传感器和所述周向传感器设置在所述容纳空间内，所述定位结构用于保证中心传感器和周向传感器与固定架底板相对位置不变；所述中心传感器和所述周向传感器的前端分别通过所述中心安装孔和周边安装孔上向下伸出所述底板。
进一步地，所述航测吊舱还包括若干个挂接板，所述挂接板固定设置在所述固定架上；挂接板的上部向上伸出所述顶板，用于和飞机连接。
挂接板通常设置在固定架的两侧，上面设置有螺纹孔，通过该成对设置的挂接板，可将该航测吊舱与专为固定翼飞机设计的升降结模块配合，应用于大型固定翼飞机。
固定翼飞机的升降结构可具备较大的升降空间，与吊舱配合，固定于飞机机舱内的底板上，通过升降结构将航测吊舱悬挂于机腹外部，可避免视角干涉，提高了可靠性和安全性。且该航测吊舱中POS模块(定位模块)与传感器的相对位置不变也保证了配合升降模块在大型固定翼中航测吊舱对影像的测量精度。
该航测吊舱两侧的挂节板还可以配合减震平台，挂接于直升机机腹下方。或配合被动减震结构，悬挂于类似山河固定翼飞机等机腹下方。
进一步地，所述航测吊舱还包括用于罩住所述周向传感器头部(镜头)和/或中心传感器头部(镜头)的镜头罩，用于保护传感器镜头，防油防风，遮光，避免杂光对成图造成影响。
所述镜头罩包括依次连接的固定部、防护部和遮光部；
所述固定部用于与所述固定架的底部连接；
所述防护部为筒状，且套装在所述传感器前端伸出所述底板的探出部分的外侧，用于保护传感器前端探出部分；
所述遮光部在所述传感器的轴向凸出于传感器的前端。
所述遮光部用于遮挡杂光，防止杂光对传感器拍摄产生影响，例如防止在影像中生产白斑，从而降低影像质量，而且遮光部还能起到防油防尘作用。飞行作业中，飞机油管产生的油滴会随风飘散，遮光部可有效防止油滴飞溅到镜头上，避免在影像中产生斑点；防护部也可阻隔油滴飞溅到传感器机身上，同时可有效防止大颗粒灰尘污染传感器(相机)。
镜头罩使用时，固定部与固定架底部(底板)接触，通过螺钉固定。传感器通过定位架固定于固定架上，从而部分相机机身置于固定架上部的吊舱内，部分裸露于固定架下部的空气中，此时添加镜头罩，则可以对裸露在空气中的传感器进行防护。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明通过螺旋型布设的若干个周向传感器以及中心设置的中心传感器的特定的布设形式，可以充分利用空间，有效减小整个吊舱结构的体积，结构更加紧凑；首先，该吊舱体积小、重量轻。同时通过该种布设方式，多个传感器组合所获取的图形等信息更加精准。
最后该倾斜航测吊舱设有通用接口，工作模式多样，可用于直升机、小型固定翼、大型固定翼等多种飞行载具。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的航测吊舱的立体图；
图2为本发明实施例中拆除外部壳体后航测吊舱的立体图；
图3为本发明实施例中传感器的布设的结构图；
图4为本发明实施例中传感器的布设下方视角结构图；
图5为本发明实施例中传感器的布设上方视角结构图；
图6为本发明实施例中周向传感器的结构图；
图7为本发明实施例中中心传感器的结构图；
图8为本发明实施例中周向定位架的结构图；
图9为本发明实施例提供的航测吊舱的分解图。
附图标记：
10-固定架；11-底板；12-顶板；13-连接柱；14-壳体；15-挂接板；21-中心传感器；22-中心定位架；25-周向传感器；26-周向定位架；30-POS模块；40-镜头罩；α-倾斜角度。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。
如图1至图9所示，本实施例提供的一种航测吊舱，包括：固定架10；
以及设置在固定架10上的一个中心传感器21和若干个周向传感器25；
着重参照如图3至图5所示，中心传感器21垂直设置在固定架10上(固定架10水平设置在无人机底部，则中心传感器21竖直设置)；若干个周向传感器25设置在以中心传感器21为中心的同一圆周上；若干个周向传感器25呈螺旋型倾斜设置，且倾斜角度α相同。
本发明中的多个周向传感器25呈螺旋型倾斜设置且倾斜角度相同，将垂直于固定架10且包含圆周某点切线的平面定义为该点处的切面，每个周向传感器25在其切面的投影均向同一方向(顺时针或者逆时针)倾斜(或者偏转)设置，且倾斜角度相同，其中倾斜角度为周向传感器25的中心轴线与垂直于固定架10的垂直线在切面上的两个投影线的夹角。
与同配置的航摄相比，本发明通过螺旋型布设的若干个周向传感器25以及中心设置的中心传感器21的特定的布设形式，可以充分利用空间，有效减小整个吊舱结构的体积，结构更加紧凑；首先，该吊舱体积小、重量轻。同时通过该种布设方式，多个传感器组合所获取的图形等信息更加精准。
其中，传感器为用于捕捉图像信息的相机。倾斜角度α取值范围为30度至75度。更为优选地倾斜角度为40-50度。
本实施例中，周向传感器25的数量为4个。实际应用中，周向传感器25的具体数量可根据实际应用需要设置，优选地为3-10个。
本实施例还包括中心定位架22；中心传感器21通过中心定位架22可拆卸地相对固定连接在固定架10上；中心定位架22与固定架10之间设置有用于中心定位架22定位的定位结构。参照图7所示，中心定位架数量为两个，用于重复精准定位中心传感器。
本实施例还包括周向定位架26；参照图6和图8所示，周向定位架26为设置在周向传感器两侧的整体呈三角形设置的支架。
周向传感器25通过周向定位架26可拆卸地相对固定连接在固定架10上；周向定位架26与固定架10之间设置有用于周向定位架26定位的定位结构。
其中，定位结构形式很多，主要用于定位架拆装过程中定位架的重复精确定位，例如分别设置定位架与固定架10上的定位销和定位槽；
或者，设置在固定架10上的定位凹槽，定位架的底部与定位凹槽相匹配，定位架插卡在定位凹槽内；
或者，固定架10上设置有限位台，定位架设置有定位端面，安装时，定位架的定位端面顶靠在限位台上即可。
航测吊舱还包括POS模块30；在本申请实施例中，POS模块为惯导装置。
固定架10上设置有用于限定POS模块30位置的限位结构。其中限位结构可以是定位槽、定位凸起或者定位面等形式，主要用于实现POS模块30的定位。
定位结构和限位结构可保证在吊舱工作过程中，传感器之间的相对位置保持不变，以及传感器与POS模块30之间的相对位置保持不变。
在现有技术中，POS模块30与传感器在安装时是固定位置，而在吊舱工作过程中，POS模块30与传感器之间的相对位置会发生变化，这样，后续在基于POS模块30的定位数据(该数据是根据该各个传感器相对于POS模块30的相对位置确定的各个传感器的位置数据)对传感器采集的数据进行处理时，由于POS模块30与传感器之间的相对位置会发生变化，因此，数据处理精度会产生偏差，而本发明中，POS模块30与传感器之间的相对位置是固定的，因此，数据处理精度高。
在上述技术方案中，优选地，中心定位架22上设置有用于限定中心传感器21位置的定位结构；以及，周向定位架26上设置有用于限定周向传感器25位置的定位结构。
参照图1、2和图9所示，固定架10包括顶板12、底板11以及连接柱13，顶板12和底板11间隔设置，两者之间通过若干根连接柱13固定连接；
顶板12与底板11之间形成用于容纳中心传感器21和周向传感器25的容纳空间；
容纳空间外侧包裹有壳体14；壳体14为筒状，顶板12和底板11分别设置在筒状壳体14的上、下口沿上；在本实施例中，壳体14有左半壳和右半壳拼装组成，进而便于加工和组装，以及后期的维护工作。
底板11中心位置设置有用于安装中心传感器21的中心安装孔和定位结构；
在中心安装孔的周向上均匀设置有若干个用于安装周向传感器25的周边安装孔和定位结构；
中心传感器21和周向传感器25设置在容纳空间内，中心传感器21和周向传感器25的前端分别通过中心安装孔和周边安装孔上向下伸出底板11。其中，定位结构用于保证中心传感器和周向传感器与固定架底板相对位置不变。
航测吊舱还包括若干个挂接板15，挂接板15固定设置在固定架10上；挂接板15的上部向上伸出顶板12，用于和飞机连接。
挂接板15通常设置在固定架10的两侧，上面设置有螺纹孔，通过该两块挂接板15，可将该航测吊舱与固定翼飞机的升降结构配合，应用于大型固定翼飞机。
固定翼飞机的升降结构可具备380mm的升降空间，与吊舱配合，固定于飞机机舱内的底板11上，再通过升降结构将航测吊舱悬挂于机腹外部，可避免视角干涉，提高了可靠性和安全性。且该航测吊舱中POS模块30与传感器的相对位置不变也保证了在升降结构中影像的测量精度。
该航测吊舱两侧的挂节板还可以配合减震平台，挂接于直升机机腹下方。或配合被动减震结构，悬挂于类似山河固定翼飞机的机腹下方。
航测吊舱还包括用于罩住周向传感器25头部(镜头)和/或中心传感器21头部(镜头)的镜头罩40。
镜头罩40包括依次连接的固定部、防护部和遮光部；
固定部用于与固定架10的底部连接；
防护部为筒状，且套装在传感器前端伸出底板11的探出部分的外侧，用于保护传感器前端探出部分；
遮光部在传感器的轴向凸出传感器的前端。
遮光部用于遮挡杂光，防止杂光对传感器拍摄产生影响，例如防止在影像中生产白斑，从而降低影像质量，而且遮光部还能起到防油防尘作用。飞行作业中，飞机油管产生的油滴会随风飘散，遮光部可有效防止油滴飞溅到镜头上，避免在影像中产生斑点；防护部也可阻隔油滴飞溅到传感器机身上，同时可有效防止大颗粒灰尘污染传感器(相机)。
镜头罩40使用时，固定部与固定架10底部(底板11)接触，通过螺钉固定。传感器通过定位架固定于固定架10上，从而部分相机机身置于固定架10上部的吊舱内，部分裸露于固定架10下部的空气中，此时添加镜头罩40，则可以对裸露在空气中的传感器进行防护。
本发明通过螺旋型布设的若干个周向传感器25以及中心设置的中心传感器21的特定的布设形式，可以充分利用空间，有效减小整个吊舱结构的体积，结构更加紧凑；首先，该吊舱体积小、重量轻。同时通过该种布设方式，多个传感器组合所获取的图形等信息更加精准。最后该倾斜航测吊舱设有通用接口，工作模式多样，可用于直升机、小型固定翼、大型固定翼等多种飞行载具。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种航测吊舱，其特征在于，包括：固定架；
以及设置在所述固定架上的一个中心传感器和若干个周向传感器；
所述中心传感器垂直设置在所述固定架上；
若干个所述周向传感器设置在以所述中心传感器为中心的同一圆周上；
若干个所述周向传感器呈螺旋型倾斜设置，且倾斜角度相同。
2.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述倾斜角度为30度至75度。
3.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述周向传感器的数量为3-10个。
4.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，还包括中心定位架；
所述中心传感器通过所述中心定位架可拆卸地相对固定连接在所述固定架上；
所述中心定位架与所述固定架之间设置有用于中心定位架定位的定位结构。
5.根据权利要求4所述的航测吊舱，其特征在于，还包括周向定位架；
所述周向传感器通过所述周向定位架可拆卸地相对固定连接在所述固定架上；
所述周向定位架与所述固定架之间设置有用于周向定位架定位的定位结构。
6.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述航测吊舱还包括POS模块；所述POS模块用于记录作业过程中，曝光点的位置和姿态。
7.根据权利要求5所述的航测吊舱，其特征在于，所述中心定位架上设置有用于限定中心传感器位置的定位结构；
和/或，所述周向定位架上设置有用于限定周向传感器位置的定位结构。
8.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述固定架包括顶板、底板以及连接柱，顶板和底板间隔设置，两者之间通过若干根所述连接柱固定连接；
顶板与所述底板之间形成用于容纳所述中心传感器和周向传感器的容纳空间；所述容纳空间外侧包裹有壳体；
所述底板中心位置设置有用于安装所述中心传感器的中心安装孔和定位结构；
在所述中心安装孔的周向上均匀设置有若干个用于安装所述周向传感器的周边安装孔和定位结构；
所述中心传感器和所述周向传感器设置在所述容纳空间内，所述定位结构用于保证中心传感器和周向传感器与固定架底板相对位置不变；所述中心传感器和所述周向传感器的前端分别通过所述中心安装孔和周边安装孔上向下伸出所述底板。
9.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述航测吊舱还包括若干个挂接板，所述挂接板固定设置在所述固定架上；挂接板的上部向上伸出所述顶板，用于和飞机连接。
10.根据权利要求1所述的航测吊舱，其特征在于，所述航测吊舱还包括用于罩住所述周向传感器头部和/或中心传感器头部的镜头罩。
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