一种可避障的无人机系统的制作方法_3

文档序号:9177549阅读:来源:国知局
133和第四折叠翼1134、第五折叠翼1135和第六折叠翼1136、第七折叠翼1137和第八折叠翼1138之间分别设置一超声波传感器1342,且四个超声波传感器1342等距离间隔设置在外围1115下边缘处,当四个超声波传感器1342工作时,每个方向上的超声波传感器1342探测该方向前方的障碍物,可以通过飞控芯片的处理人为预先设定一段距离,如10米,那么当超声波传感器1342探测到前方10米处有障碍物时,将信号发送至信息处理模块进行处理,同时加速度计、陀螺仪、磁力计、空速计、GPS导航等将信号采集后也传送至信息处理模块进行处理计算,若前方有障碍物则会通过预警模块1341进行报警,并将信号传送至多路电调122和多路电机121,同时无人机I会减速行驶且通过反向力向相反的方向飞行。该四个方向的超声波传感器1342同时探测,使该无人机I从四个方向来感测障碍物从而使其避障效果更好,其保证了在紧急状况下该无人机I不会有损伤或坠机。通过飞控芯片预先设定的探测距离不限于10米,可以根据实际飞行状况来预先设定,使避障距离具有灵活性。
[0036]为了使无人机I具备避障防撞功能,可以多增加超声波传感器1342的数量,且多个超声波传感器1342的组合使用可以提高检测精度,根据该无人机I的八轴的结构特点,在前、后、左、右四个方向分别设置一个超声波传感器1342,既保证了检测精度又保证了整个无人机I的美观同时使其安装也更加简洁有效。通过将超声波传感器1342设置在外围1115下边缘处,使其位置恰好为无人机I机身11的中间位置,如果其位置偏上或者偏下都会导致探测障碍物不够精准,所以设置在外围1115下边缘处是其最佳位置。除此之外,将每个传感器等距离间隔设置在外围1115的四周,且位于两个折叠翼1113之间,使其正好位于无人机I机身11的前、后、左、右四个方向上,从而使其探测方位更加精准,将四周的障碍物全方位的进行探测从而准确的避障。
[0037]红外热像仪15为一摄像装置,其具有感应拍摄和获得物体表面或近表面热像图的功能,其主要是利用红外辐射与物体的相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应来记录拍摄画面,该红外热像仪15借助非制冷微热量焦平面阵列(FPA,focusing plane array)探测器和其成像技术以及微处理器形成了一内部的在线热成像系统150,该热成像系统150包括第二接收模块151、可见光传感器153、红外探测传感器154、音频米集模块155、中央处理器156、声光报警模块157、存储模块158、图像处理及编码模块159和图传信号收发模块160,该第二接收模块151、可见光传感器153、红外探测传感器154、音频采集模块155、声光报警模块157、存储模块158、图像处理及编码模块159和图传信号收发模块160电性连接于中央处理器156,图传信号收发模块160内设置5.SG频率发射器(图未示)和1.2G频率接收器(图未示),该红外探测传感器154测量对象的温度,实时探测物体上四个可移动点和三个可移动区域,探测最高温、最低温捕捉和平均温度,并传送至中央处理器156进行等温分析、温差测量、温度报警等,可见光传感器153在有可见光的情况下可进行辅助拍摄视频画面。该红外热像仪15可以获得物体表面或近表面的热像图,通过热像图的观察和分析可以测量温度在物体表面或空间的分布情况,被测对象的红外辐射经光学系统汇聚、滤波、聚焦到红外探测传感器上,再由光学-机械扫描系统将对象观测面上各点的红外辐射通量按时间顺序排列,经过红外探测传感器154转变为电脉冲,通过视频信号处理后送到图传一体接收机4显示出热像。所述热成像系统150运行稳定,可同时用于户外和在线监测,即插即用,其可捕捉细小元器件的温度变化,全面反映温度场分布变化且可靠性强、灵敏度高,其具备强大的测量分析与实时分析功能,极大的提高了工作效率。所述中央处理器156包括主控制系统和DSP微处理器,所述红外热像仪15进一步包括一无线调制模块(图未示),其内部包括第二TCP/IP WLAN模块152,其用于无线信号的收发。
[0038]热成像系统150进一步设置一模式切换控制模块152,其用于切换可见光和红外探测这两种模式,其电性连接于中央处理模块156,该模式切换控制模块152包括一 1.2G频率控制模块(图未示),其用于控制红外传感器15在可见光与红外热成像两种模式间的切换。音频采集传感器155用于采集外界音频信息,可见光传感器153、红外探测传感器154和音频采集传感器155将采集到的模拟信号传送至中央处理器模块156进行分析处理,这时若有异常信号,则信号通过声光报警模块157发送至图传信号收发模块160 ;若无异常信号,则信号传送至存储模块158进行存储,同时发送至图像处理及编码模块159处理和编码。热成像系统150进一步设置一接口 18和存储器19,该接口 18和存储器19电性连接于中央处理器156,该存储器19为lG*8bit SDROM和1M*16BIT FLASH,该接口 18包括电源接口(DC-12V)、视频输出(PAL/MTSC)、存储卡槽(micro SD)和数据接口 (mini USB),通过该接口 18可将其内部存储的信息传送至移动存储设备。该热成像系统150的运行由电池114内部的系统供电及电源管理模块(未标号)来供电。
[0039]地面设备:遥控终端2包括人机交互界面21、控制器模块22和控制信号收发模块23,控制信号收发模块23内设置2.4G频率发射器(图未示),该人机交互界面21为用户对无人机I进行远程控制的操控界面,该控制器模块22将用户不同的指令分为不同频段,且控制着不同指令的频段范围,该控制信号收发模块23将控制器模块22的信号发送至飞控系统113和热成像系统150。该遥控终端2可以控制无人机I的飞行姿态与飞行模式,并选择一或两个通道用于控制红外热像仪15的聚焦和切换镜头。
[0040]地面站3用于显示飞行状态、设置无人机I沿地图的航行路径,其可以为电脑、手机、pad等终端设备,其内部包括一无线收发模块31、导航显示软件模块(图未示)和地面站软件模块(图未示),其内部进一步设置TCP/IP WLAN模块32和2.4G频率收发模块33,该地面站3在使用时需要联网,其主要用于无线信号的接收和发送。导航显示软件模块内部可以设置程序来操控无人机I的运行轨迹,其通过2.4G频率收发模块33发送信号至无人机I内部的2.4G频率收发电台101,飞控系统113会将一部分如飞行高度、气压等信号反馈给地面站3,该地面站3可通过内部的TCP/IP WLAN模块32将信号发送至红外热像仪15内部的第二 TCP/IP WLAN模块152对其进行控制,红外热像仪15再将拍摄的视频、图像和热像图等信号发送至TCP/IP WLAN模块32。
[0041 ]图传一体接收机4内部设置一图传系统40,该图传系统40包括无线视频收发模块41、图像处理及解码模块42、存储单元43和图像显示模块44,无线视频收发模块41内设置5.SG频率接收器(图未示)和1.2G频率发射器(图未示),该图传一体接收机4为视频及图像显示端,其可以是电脑或手机等,其用于接收红外热像仪15拍摄的视频和画面。
[0042]当该具有无人机的监控系统5工作时,用户通过人机交互界面21发送指令,指令信号传送至控制器模块22进行频段的划分,控制器模块22将频率设定为2.4G,当用户的指令为对飞控系统113的控制时,其通过控制信号收发模块23内部的2.4G频率发射器发送至飞控系统113内的遥控信号收发模块132 ;当用户要对热成像系统153进行控制时,遥控信号收发模块132将控制电平发送至第二接收模块151,除此之外,当热成像系统150将拍摄影像发送至图传一体接收机4则信号频率为5.SG。该具有无人机的监控系统5通过采用2.4G、1.2G和5.SG这三种不同的频率进行通信,当通信处于三者之一的同频率情况下,内部采取跳频技术,所述跳频技术是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说,通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。这种错开通信频率及同频率情况下采取跳频技术的通信方式使该具有无人机的监控系统5具有较强的抗干扰能力和保密性能。
[0043]当用户在遥控终端2发送的指令频率为2.4G时,飞控系统113的遥控信号收发模块132自动接收指令信号,该遥控信号收发模块132再将指令信号发送至无人机飞控模块133进行分析处理后,传送至执行机构134并完成飞行指令工作,同时当执行机构134内部的多个传感器将探测到的信号(包括当前的信号强弱状态、高度距离等信号)传送至无人机飞控模块133,无人机飞控模块133再将信号传送至遥控信号收发模块132,并传送至遥控终端2的控制信号收发模块23。
[0044]当热成像系统的第二接收模块151自动接收指令信号,指令信号传送至中央处理器模块156加工处理并向可见光传感器153、红外探测传感器154和音频采集传感器155传送开启指令,该热成像系统
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