一种自动判断无人机运动方向的探测系统的制作方法

本实用新型涉及无人机的配套组件，尤其涉及一种安装在无人机上的、用于自动判断无人机运动方向并可进行跟随探测的系统。

背景技术：

目前无人机领域的发展方兴未艾。无人机有许多用途，采用无人机在空中完成拍摄工作是无人机的核心应用。在专业场合，可以应用无人机上的摄像头对特定场景进行拍摄，例如电影拍摄、地理信息测绘、抗灾救险等；在消费级市场，普通用户可以借助无人机上的摄像头拍摄有趣的空中画面，形成新潮的玩法与体验，也可以借助摄像头的空中视角更好地操控和观察无人机的飞行状态。

目前无人机只有在机头方位安装摄像头或雷达等探测设备，当机头不动，无人机朝侧面平移时，探测设备就无法得到侧面的视角或障碍物，若在无人机全方位都安装探测设备的话，成本过高。也有一些现有技术将摄像头通过云台安装在飞行器上，摄像头可以相对于无人机机身360度转向，地面操控者需要观察哪个方向的场景，就操作云台使摄像头转向相应的方向。但这种操作方式完全是人为手动控制的，操控者一方面需要操作无人机的飞行，另一方面又要操作云台的转向，十分难以驾驭，并且在很多时候操控者并不知道飞行器的真实方向或者对方向判断有误，则将导致无法拍摄清晰或拍摄不到需要的画面。

技术实现要素：

鉴于目前无人机航拍方式的上述不足，本实用新型提供一种自动判断无人机运动方向的探测系统，将该系统应用在无人机上可以实现探测设备与无人机运动方向一致的自动跟随。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种自动判断无人机运动方向的探测系统，包括：

一个运动方向检测模块，为加速度感应器或GPS系统，安装于无人机机身上，用于检测无人机的运动方向信息；

一个中央处理模块，与所述运动方向检测模块电连接，接收并处理所述运动方向检测模块传输的运动方向信息；

至少一组转向机构，安装于无人机机身上，与所述中央处理模块电连接，其动作受所述中央处理模块的控制；

至少一组探测设备，安装于所述转向机构上，可随所述转向机构转动而变换探测方向。

依照本实用新型的一个方面，所述中央处理模块为飞控系统自带或独立设置的计算机模块。

依照本实用新型的一个方面，所述探测设备为摄像头、雷达、红外线设备或超声波设备。

依照本实用新型的一个方面，所述转向机构和探测设备的数量为一组，所述转向机构和探测设备的转动范围覆盖整个探测需求范围。

依照本实用新型的一个方面，所述转向机构和探测设备的数量为至少二组，各组转向机构和探测设备的转动范围独立，各自负责一部分探测需求范围，所有转向机构和探测设备的转动范围的叠加覆盖整个探测需求范围。

本实用新型实施的优点：

本实用新型根据加速度或GPS等信息检测无人机的运动方向，通过中央处理模块，根据无人机的运动方向控制转向机构动作，自动调节探测设备的朝向，始终保持探测方向与无人机的运动方向一致，满足航拍、避障、探测等要求。本实用新型对于无人机探测设备的控制方案成本低廉、精确、高效、安全、可靠，可以应用在农用植保无人机的植保作业以及任何需要经常变化飞行方向的场景中，实用性很高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型第一种实施例图。

图3为本实用新型第二种实施例图。

图4为本实用新型第三种实施例图。

图5为本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的主要结构如下：

运动方向检测模块，为加速度感应器1或GPS系统2，安装于无人机机身上，用于检测无人机的运动方向信息。

中央处理模块3，为飞控系统自带或独立设置的计算机模块，与加速度感应器1和GPS系统2电连接，可接收并处理加速度感应器1和GPS系统2传输的运动方向信息。

至少一组转向机构4，安装于无人机机身上，与中央处理模块3电连接，其动作受中央处理模块3的控制。

至少一组探测设备5，安装于转向机构4上，可随转向机构4的转动而变换探测方向。

【实施例1】

如图2所示，为无人机的俯视视角图。在该实施例中，转向机构4和探测设备5的数量为1组。若将整个探测方向的集合想象成一个球面，并定义水平方向上，定义图中正北方位为0度方位，以顺时针方向增加度数，则转向机构4和探测设备5的转动范围为水平0～360度的整个球面，即用1组转向机构4和探测设备5覆盖了整个探测范围。

【实施例2】

如图3所示，同样为无人机的俯视视角图。在该实施例中，转向机构4和探测设备5的数量为2组。若将整个探测方向的集合想象成一个球面，并定义水平方向上，图中正北方位为0度方位，以顺时针方向增加度数，则第#1组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平0～180度的半个球面，第#2组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平180～360度的半个球面，即他们的转动范围是相互独立的，各自负责一部分范围，所有转向机构4和探测设备5的转动范围的叠加后即覆盖了整个探测范围。控制时，中央处理模块3仅控制其中一组与 目标方向更为接近的进行工作即可，这种方案的优点在于每组转向机构4和探测设备5的转动范围较小，则其转动到目标角度的速度快、精度高。

【实施例3】

如图4所示，同样为无人机的俯视视角图。在该实施例中，转向机构4和探测设备5的数量为4组。若将整个探测方向的集合想象成一个球面，并定义水平方向上，图中正北方位为0度方位，以顺时针方向增加度数，则第#1组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平0～90度的四分之一个球面，第#2组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平90～180度的四分之一个球面，第#3组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平180～270度的四分之一个球面，第#4组转向机构4和探测设备5的转动范围为水平270～360度的四分之一个球面，即他们的转动范围是相互独立的，各自负责一部分范围，所有转向机构4和探测设备5的转动范围的叠加后即覆盖了整个探测范围。控制时，中央处理模块3仅控制其中一组与目标方向更为接近的进行工作即可，这种方案的优点在于每组转向机构4和探测设备5的转动范围更小，则其转动到目标角度的速度更快、精度更高。

如图5所示，本实用新型的工作流程如下：

首先进行空间区域划分，空间区域的划分方式可参照图2～图4的方案。然后为每个空间区域分配相应的转向机构4和探测设备5。在飞行过程中，加速度感应器1或GPS系统2检测加速度或GPS等信息，根据这些信息确定无人机的运动方向，然后通过中央处理模块3的计算机模块进行处理，根据无人机的运动方向，选择相应空间区域的那一组转向机构4和探测设备5，控制转向机构4动作，带动探测设备5转动，使其探测方向始终保持与无人机的运动方向一致。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。