一种双目相机测距的无人机装置的制作方法

本实用新型涉及双目相机测距的无人机装置，可实现测距的全自动、多角度、高精度、实时化、数字化，是为高要求的科学测量而设计的精密装置。

背景技术：

激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定(又称激光测距)的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s＝340t/2。这就是所谓的时间差测距法。

脉冲雷达测距采用脉冲微波技术，其天线系统发射出频率为6.3ghz、持续时间为0.8ns的脉冲波束，接着暂停278ns，在脉冲发射暂停期间，天线系统将作为接收器，接收反射波，同时进行回波图像数据处理，给出指示和电信号。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双目相机测距的无人机装置，相比于其他测距方法拥有更多和更大的优势。相比于激光测距又更好的抗干扰能力，对环境的要求大大的降低，相比于超声波测距，拥有更强大的测距能力，对测距对象的材料没有苛刻的要求相比于雷达测距，成本更低，可以在民用无人机中更好的普及。

本实用新型是采用如下技术方案，一种双目相机测距的无人机装置，包括开关、摄像头1号、摄像头2号、ad转换模块、单片机、ofdm模块、支撑框架、机盒、ofdm工作指示灯、电源指示灯、电源接口；支撑框架上设置有4个卡扣，支撑框架套在机盒外壁用于支撑固定，机盒外壁底部设有开关，机盒上端两侧设有模拟人眼对称的摄像头1号和摄像头2号，机盒的前侧设ofdm工作指示灯、电源指示灯以及电源接口，机盒内设置ad转换模块、单片机和ofdm模块，摄像头连接ad转换模块，ad转换模块连接单片机，单片机连接odfm模块。

电源接口在机盒内通过电线连接电源指示灯和开关，通过开关控制摄像头和单片机工作，将摄像头采集的图像信息通过ad转换模块，转换为数字信号，再传输到单片机进行数据的计算与处理，然后将计算的结果经odfm模块远程传输给电脑端显示结果。

各指示灯介绍：电源接到电源接口，打开开关，整个系统处于工作状态，电源指示灯亮；当odfm模块与电脑连接传输数据时，odfm工作指示灯亮。

本实用新型所述电脑端、单片机、ofdm模块三者形成稳定的数据与指令的双向闭合回路。

本实用新型原理为：通过开关控制摄像头和单片机工作，将摄像头采集的图像信息通过ad转换模块，转换为数字信号，再传输到单片机进行数据的计算与处理，然后将计算的结果经odfm模块远程传输给电脑端显示结果。

本实用新型的优点是：1.仿生学的原理，像人类使用双眼获取周围环境信息一样利用两台摄像机来拍摄物体，然后通过计算机对拍摄到的图像进行校正和匹配，以便得到两幅图像中匹配点的对应坐标，由此来恢复三维空间信息，并确定物体的深度信息。更好的抗干扰能力，对环境的要求大大的降低；拥有更强大的测距能力，对测距对象的材料没有苛刻的要求；成本更低，可以在民用无人机中更好的普及。2.目相机、ad模快、单片机、电脑通过ofdm模块串联成显示、控制的闭合控制回路，性能稳定、安全性高、价格较低，改善测距准确度，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为双目相机测距原理图及中心距的计算公式。

图2为本实用新型结构示意图的俯视图。

图3为本实用新型结构示意图的右视图。

图4为本实用新型结构示意图的后视图。

图5为本实用新型的控制原理图。

在图中，1为摄像头1号，2为摄像头2号，3为单片机，4为ad转换模块，5为ofdm工作指示灯，6为电源指示灯，7为ofdm模块，8为开关，9为电源接口，10为支撑框架，11为机盒。

具体实施方式

下面结合说明书附图进一步详细描述本实用新型的具体实施方式。单片机接收标定目标参数，并作为控制端，处理图像相关数据。采用odfm进行通信数据远程传输，安全性高，实用性强。

如图1所示，一种双目相机测距的无人机装置，包括开关8、摄像头1号1、摄像头2号2、ad转化模块4、单片机3、ofdm模块7、支撑框架10、机盒11、ofdm工作指示灯5、电源指示灯6、电源接口9；支撑框架10上设置有4个卡扣，支撑框架10套在机盒11外壁用于支撑固定，机盒11外壁底部设有开关8，机盒11上端两侧设有模拟人眼对称的摄像头1号1和摄像头2号2，机盒11的前侧设ofdm工作指示灯5、电源指示灯6以及电源接口9，机盒11内设置ad转化模块4、单片机3和ofdm模块7，摄像头通过信号连接ad转化模块4，ad转化模块4连接单片机3，单片机3通过odfm模块连接电脑端。

其中图1中的计算公式如下：

电源接口9在机盒11内通过电线连接电源指示灯6和开关8，通过开关8控制摄像头和单片机3工作，将摄像头采集的图像信息通过ad转化模块4，转换为数字信号，再传输到单片机3进行数据的计算与处理，然后将计算的结果经odfm模块远程传输给电脑端显示结果。

本实用新型所述电脑端、单片机3、ofdm模块7三者形成稳定的数据与指令的双向闭合回路。

所述电源接口与无人机的电源连接，支撑框架的4个卡扣连接无人机底部。

各指示灯介绍：电源接到电源接口9，打开开关8，整个系统处于工作状态，电源指示灯6亮；当odfm模块与电脑连接传输数据时，odfm工作指示灯亮。

数据计算原理：单目相机标定的目标是获取相机的内参和外参，内参(1/dx,1/dy,cx,cy,f)表征了相机的内部结构参数，外参是相机的旋转矩阵r和平移向量t。内参中dx和dy是相机单个感光单元芯片的长度和宽度，是一个物理尺寸，有时候会有dx＝dy，这时候感光单元是一个正方形。cx和cy分别代表相机感光芯片的中心点在x和y方向上可能存在的偏移，因为芯片在安装到相机模组上的时候，由于制造精度和组装工艺的影响，很难做到中心完全重合。f代表相机的焦距。双目标定的第一步需要分别获取左右相机的内外参数，之后通过立体标定对左右两幅图像进行立体校准和对其，最后就是确定两个相机的相对位置关系，即中心距。

不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

技术特征：

1.一种双目相机测距的无人机装置，其特征在于：包括开关(8)、摄像头1号(1)、摄像头2号(2)、ad转化模块(4)、单片机(3)、ofdm模块(7)、支撑框架(10)、机盒(11)、ofdm工作指示灯(5)、电源指示灯(6)、电源接口(9)；支撑框架(10)上设置有4个卡扣，支撑框架(10)套在机盒(11)外壁用于支撑固定，机盒(11)外壁底部设有开关(8)，机盒(11)上端两侧设有模拟人眼对称的摄像头1号(1)和摄像头2号(2)，机盒(11)的前侧设ofdm工作指示灯(5)、电源指示灯(6)以及电源接口(9)，机盒(11)内设置ad转化模块(4)、单片机(3)和ofdm模块(7)，摄像头通过信号连接ad转化模块(4)，ad转化模块(4)连接单片机(3)，单片机(3)通过odfm模块连接电脑端。

2.根据权利要求1所述的一种双目相机测距的无人机装置，其特征在于：所述电脑端、单片机(3)、ofdm模块(7)三者形成稳定的数据与指令的双向闭合回路。

3.根据权利要求1所述的一种双目相机测距的无人机装置，其特征在于：电源接口(9)在机盒(11)内通过电线连接电源指示灯(6)和开关(8)。

4.根据权利要求1所述的一种双目相机测距的无人机装置，其特征在于：所述电源接口与无人机的电源连接，支撑框架的4个卡扣连接无人机底部。

技术总结
本实用新型公开了一种双目相机测距的无人机装置，包括开关、摄像头1号、摄像头2号、AD转换模块、单片机、OFDM模块、支撑框架、机盒、OFDM工作指示灯、电源指示灯、电源接口；机盒上端两侧设有模拟人眼对称的摄像头1号和摄像头2号，机盒的前侧设OFDM工作指示灯、电源指示灯以及电源接口，机盒内设置AD转换模块、单片机和OFDM模块，摄像头连接AD转换模块，AD转换模块连接单片机，单片机连接ODFM模块。本实用新型的优点：更好的抗干扰能力，对环境的要求大大的降低；拥有更强大的测距能力，对测距对象的材料没有苛刻的要求；成本更低，可以在民用无人机中更好的普及。性能稳定、安全性高、价格较低，改善测距准确度，具有良好的应用前景。

技术研发人员：林帆;伏燕军;王传鑫
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2019.09.30
技术公布日：2020.05.26