一种无人机航拍测绘轻型稳定吊舱的制作方法
【专利摘要】一种无人机航拍测绘轻型稳定吊舱，包括有摄像机，其特征在于摄像机安装在过渡组件上，过渡组件与托架体连接，托架体通过同轴安装的两组轴承、一个横滚电机与俯仰吊舱连接，俯仰吊舱悬挂在方位挂架上，方位挂架与其上部酌方位转台机械连接，方位转台上有连接机构，可以与飞机挂架刚性固定，陀螺组件安装在托架体底部。方位转台上的电缆与飞机舱内的遥控终端连接。伺服控制电路和功率放大电路等安装在遥控终端内。与三个轴的陀螺和电机通过线缆连接。当无人机控制站的摄像师要操控摄像机作方位旋转时，发出的控制指令先到达控制处理器，由控制处理器处理后，向方位电机提供指令，再经过功率放大电路后，驱动方位电机旋转指定的角度，实现控制指令。
【专利说明】一种无人机航拍测绘轻型稳定吊舱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机电设备【技术领域】，具体涉及一种用于无人机上的航拍测绘的轻型稳定吊舱。
【背景技术】
[0002]无人机是一种由无线遥控设备或由程序控制操纵的无人驾驶飞行器。随着技术的进步和航空管制的逐步开放，无人机的用途范围不断扩大，主要应用方式包括航空影像拍摄测绘。无人机航拍测绘主要是通过安装在机下吊舱中的航拍摄像机来完成的。相较于传统的大飞机搭载摄像机航拍作业的航摄方式，无人机航拍测绘技术优势明显。传统大飞机航飞必须报批军事与民航部门，航空批文获取非常困难，需两三个月的时间；无人机则在1000米以下相对高度飞行不需要报批空管。大飞机对起降场地要求严格，无人机则可实行就地起降，省去了大飞机从机场到测区的路程。大飞机受飞行安全和拍摄能见度的限制，对天气的依赖度很高。无人机可以在阴云天气摄影，飞行高度低，可以获取高分辨率和高清晰度的影像信息。同时，无人机飞行速度慢，航速每小时几十公里，能灵活应付地形复杂条件，得到精准影像。但传统的航拍吊舱在空中作业受气象条件影响很大，风速气流都会使航拍摄像机产生颠簸，导致拍摄画面抖动从而影响拍摄的质量；另外无人机在飞行中还要做一些飞行姿态的变化会导致拍摄中的镜头产生震动使画面不稳从而影响拍摄质量的问题。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有无人机航拍技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种无人机航拍测绘轻型稳定吊舱，旨在解决传统航拍吊舱在空中作业受气象条件影响产生颠簸和震动使画面不稳从而影响拍摄质量等技术问题，提供一种具有稳定性高、抗震性强、画面清晰度高、相对军用吊仓成本低等特点的无人机航拍测绘轻型稳定吊舱。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:图1是本实用新型的吊舱主体前视图，图2是本实用新型的吊舱主体测视图。摄像机I安装在过渡组件2上，可以拆卸，但安装后相互不能运动；过渡组件2根据不同型号的摄像机1，选择不同的高度和连接孔位置，以使摄像机I安装后，整个吊舱主体的重心位置尽可能少的变动；过渡组件2与托架体3连接，相互之间也不能运动；托架体3通过同轴安装的两组轴承、一个横滚电机与俯仰吊舱4连接，可以在横滚电机的驱动下绕该轴(图1下部虚线所示)旋转，使摄像机I绕其拍摄轴线横滚运动，运动幅度受摄像机I外壳尺寸与俯仰吊舱4之间的间隙限制，轴上有一个旋转变压器测量横滚位置；俯仰吊舱4悬挂在方位挂架5上，连接位置(图2中部)也安装有轴承和一个俯仰电机，俯仰吊舱4可以在俯仰电机驱动下绕方位挂架5旋转，使摄像机I绕其拍摄轴线俯仰运动，运动幅度受摄像机I上部外壳与方位挂架5之间的间隔限制，轴上有一个旋转变压器测量俯仰位置；方位挂架5与其上部酌方位转台6上机械连接，有一组轴承和一个方位电机，通过控制方位电机，可以使方位挂架5及其连接的俯仰吊舱4、托架体3、摄像机I等一起绕方位轴转动，有一个旋转变压器测量方位位置。方位转台6上有连接机构，可以与飞机挂架7刚性固定。陀螺组件8安装在托架体3底部。方位转台上的电缆与飞机机舱内的遥控终端连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:
[0006]航拍摄像机稳定吊舱经调试后，装载在无人机上可保持摄像机相对大地水平面的平行角度，飞机运动后当摄像机偏离水平面时，对三个轴的运动敏感的陀螺器件会测量出偏离量，然后自动将偏离量传送到方位转台内的电子箱处理电路，然后计算后给发生偏离的那个轴上的电机发出方向旋转指令，使其回到原轴线位置，实现稳定角度。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1、2为本实用新型的结构图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0009]图1是本实用新型的吊舱主体前视图，图2是本实用新型的吊舱主体测视图。摄像机I安装在过渡组件2上，可以拆卸，但安装后相互不能运动；过渡组件2根据不同型号的摄像机1，选择不同的高度和连接孔位置，以使摄像机I安装后，整个吊舱主体的重心位置尽可能少的变动；过渡组件2与托架体3连接，相互之间也不能运动；托架体3通过同轴安装的两组轴承、一个横滚电机与俯仰吊舱4连接，可以在横滚电机的驱动下绕该轴(图1下部虚线所示)旋转，使摄像机I绕其拍摄轴线横滚运动，运动幅度受摄像机I外壳尺寸与俯仰吊舱4之间的间隙限制，轴上有一个旋转变压器测量横滚位置；俯仰吊舱4悬挂在方位挂架5上，连接位置(图2中部)也安装有轴承和一个俯仰电机，俯仰吊舱4可以在俯仰电机驱动下绕方位挂架5旋转，使摄像机I绕其拍摄轴线俯仰运动，运动幅度受摄像机I上部外壳与方位挂架5之间的间隔限制，轴上有一个旋转变压器测量俯仰位置；方位挂架5与其上部酌方位转台6上机械连接，有一组轴承和一个方位电机，通过控制方位电机，可以使方位挂架5及其连接的俯仰吊舱4、托架体3、摄像机I等一起绕方位轴转动，有一个旋转变压器测量方位位置。方位转台6上有连接机构，可以与飞机挂架7刚性固定。陀螺组件8安装在托架体3底部。方位转台上的电缆与飞机机舱内的遥控终端连接。
[0010]当无人机振动引起摄像机I方位运动时，与摄像机固定连接的托架体3也会有同样的运动，其上的陀螺8会敏感到托架体3上的扰动信号，向控制处理器传输信号，控制处理器经过处理后，向方位电机发出控制信号，经过功率放大电路后，驱动方位电机，反向旋转，直到消除该扰动的影响，即稳定了摄像机I及其托架体3。同样道理，当飞机引起俯仰或横滚反向的扰动，伺服系统将控制俯仰电机或横滚电机反向旋转，直到抵消扰动的影响。从而使摄像机I稳定在惯性空间内。控制系统的软件由计算机语言编程。
[0011]当无人机控制站的摄像师要操控摄像机I作方位旋转时，发出的控制指令先到达控制处理器，由控制处理器处理后，向方位电机提供指令，再经过功率放大电路后，驱动方位电机旋转指定的角度，实现控制。同样道理，摄像师可以控制摄像机I作俯仰和横滚运动，以满足拍摄角度的需要。
[0012]摄像师操控摄像机I的变倍、光圈等与支架主体无关的信息时，提供传输电缆直接传递到摄像机I上，实现拍摄控制。
[0013]伺服控制电路和功率放大电路等安装在遥控终端内。与三个轴的陀螺和电机通过线缆连接。
[0014]陀螺可以是多个单轴的或者一个多轴的陀螺，可以用挠性陀螺、液浮陀螺、光纤陀螺、激光陀螺或硅陀螺。伺服方式可以采用模拟的或数字的系统。
【权利要求】
1.一种无人机航拍测绘轻型稳定吊舱，包括有摄像机(1)，其特征在于摄像机(I)安装在过渡组件(2)上，过渡组件(2)与托架体(3)连接，托架体(3)通过同轴安装的两组轴承、一个横滚电机与俯仰吊舱(4)连接，俯仰吊舱(4)悬挂在方位挂架(5)上，方位挂架(5)与其上部酌方位转台(6)上机械连接，方位转台(6)上有连接机构，可以与飞机挂架(7)刚性固定，陀螺组件(8)安装在托架体(3)底部，方位转台上的电缆与飞机机舱内的遥控终端连接，伺服控制电路和功率放大电路安装在遥控终端内，与三个轴的陀螺和电机通过线缆连接。
【文档编号】B64D47/08GK204161626SQ201420539704
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】杨进, 易蓬 申请人:西安展翼航空科技有限公司