一种机载航拍装置及含其的无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种机载航拍装置及含其的无人机。

背景技术：

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到航拍、农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。

在航拍应用领域，无人机机体上搭载有航拍装置，航拍装置包括云台，云台通常用于挂载相机，通过自稳云台增加稳定性并遥控改变拍摄的角度，从而保证航拍质量及保护航拍设备；另外，无人机机体上通常安装有测距仪，通过测距仪获得目标物的距离以实现无人机自动避障功能。然而，目前尚未出现在云台上安装测距仪以辅助航拍装置进行拍摄的结构。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种机载航拍装置及含其的无人机。

本发明第一方面提供了一种机载航拍装置，包括云台和相机，还包括测距仪，所述云台包括旋转电机、支撑臂、横滚电机、俯仰电机和相对设置的两个俯仰连接臂，所述支撑臂的上端转动连接所述旋转电机，底端转动连接所述横滚电机，所述横滚电机的两端分别固定连接相对设置的两个俯仰连接臂，其中一俯仰连接臂的自由端连接所述俯仰电机；所述相机转动连接在所述俯仰电机与另一俯仰连接臂之间；所述测距仪安装于所述相机四周的其中一侧。

作为本发明结构上的进一步改进，所述测距仪的测距方向与所述相机的镜头的光轴方向保持平行。

作为本发明结构上的进一步改进，还包括安装架，所述安装架包括相对设置的两个侧部安装架，其中一侧部安装架与所述俯仰电机转动连接，另一侧部安装架通过轴承与另一俯仰连接臂转动连接，所述相机的两侧分别与两个侧部安装架固定连接。

作为本发明结构上的进一步改进，所述安装架还包括底部安装架，所述底部安装架连接在两个侧部安装架底部，所述相机固定在所述底部安装架与两个侧部安装架所围成的容置空间内。

优选地，所述测距仪固定于所述侧部安装架底部。

作为本发明结构上的进一步改进，还包括防护罩，所述防护罩将所述相机和测距仪容置在其内，且防护罩上开设有与所述相机的镜头对应的镜头口以及与所述测距仪发射孔对应的发射孔。

更进一步地，所述防护罩包括第一防护壳、第二防护壳和第三防护壳，所述第一防护壳、第二防护壳对称设置且与所述第三防护壳连接后形成将所述相机和测距仪包围在其内的容置空间。

优选地，所述第一防护壳、第二防护壳沿着所述镜头光轴方向相互对接且对接处与镜头光轴位于同一竖直面。

优选地，所述第三防护壳倾斜向下连接在所述第一防护壳、第二防护壳的前侧底部；所述第三防护壳由两个相对设置的侧板、连接两个侧板的竖直后板以及连接两个侧板的顶板一体连接而成，所述发射孔开设于所述竖直后板。

另一方面，本发明还提供了一种无人机，包括机体，还包括上述的机载航拍装置，所述机载航拍装置安装于所述机体底部。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的一种机载航拍装置及含其的无人机，将测距仪整合固定于云台上，一方面减小了机体占用空间，充分利用了云台空间，使得空间利用合理化；另一方面能够辅助相机拍摄，有效获得所拍摄图像中具体目标物与无人机间的距离，使得测距数据准确可靠。

附图说明

图1为本发明所提供机载航拍装置的结构示意图（不包含防护罩）；

图2为本发明所提供机载航拍装置的结构示意图（包含防护罩）；

图3为本发明所提供机载航拍装置的结构示意图（不包含第二防护壳）；

图4为本发明所提供机载航拍装置的结构示意图（不包含防护罩和相机）。

图中，

1、旋转电机；2、支撑臂；3、横滚电机；4、俯仰连接臂；5、相机；5.1镜头；6、第三防护壳；6.1、顶板；6.2、侧板；6.3、竖直后板；7、测距仪；7.1、发射孔；7.2、接收孔；8、俯仰电机；9、轴承；10、安装架；11、底部安装架；12、第一防护壳；13、第二防护壳；14、镜头口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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作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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例：

本实施例提供了一种机载航拍装置，参阅图1-4，包括云台和相机5，还包括测距仪7，所述云台包括旋转电机1、支撑臂2、横滚电机3、俯仰电机8和相对设置的两个俯仰连接臂4，所述支撑臂2的上端转动连接所述旋转电机1，底端转动连接所述横滚电机3，所述横滚电机3的两端分别固定连接相对设置的两个俯仰连接臂4，其中一俯仰连接臂4的自由端连接所述俯仰电机8；所述相机5转动连接在所述俯仰电机8与另一俯仰连接臂4之间；所述测距仪7安装于所述相机5四周的其中一侧。

优选地，所述测距仪7为激光测距仪，测距仪7可以安装在相机5的上下左右任何一侧，可通过测距仪辅助相机获得图像中目标物的位置，进而获得该目标物到无人机间的距离。

本实施例中所提供的机载航拍装置将测距仪安装于无人机的云台，辅助相机拍摄图像，并通过测距仪获得所拍摄图像中目标物与无人机间的距离；另外，在一些行业应用中，操作者需要获取所拍摄图像中某一特定目标物与无人机的当前距离，但由于所拍摄图像中含有多个目标物，固定安装的测距仪所测物体难以与所需特定目标物相对应，从而使得所测距离出现偏差，有可能使得无人机的飞行任务难以有效施行。

因此，为了能够有效地获取所拍摄图像中所需的特定目标物所在位置，本实施例中，在安装测距仪时，所述测距仪的测距方向与所述相机的镜头的光轴方向保持平行。而且更进一步地，所述测距仪包括对称设置的发射孔和接收孔，两者的对称面与所述镜头光轴所在的竖直方向的平面或水平方向的平面重合。若将测距仪固定在相机的上部或底部，则测距仪中发射孔和接收孔的对称面与所述相机的光轴所在的竖直方向的平面重合；若将测距仪固定在相机的左右两侧部，则发射孔和接收孔上下对称设置，两者的对称面与镜头光轴所在水平方向上的平面重合。通过将测距仪设置在相机四周任意一侧且使得对称面与镜头光轴所在的两个方向的平面重合，从而使得测距仪与所述镜头的光轴位置较近，而且还能使得测距仪发射光与镜头光轴照射于图像中某处的光点重合，即光轴光线照射于图像中部，则测距仪跟随镜头照射于同一处。操作者可根据云台上的图传模块传送至地面端的相机所拍摄的图像，遥控云台控制相机角度使得该特定目标物位于所拍摄图像的中部，此时，测距仪所测物体恰为该特定目标物，从而准确获得该特定目标物到无人机间的距离。

本实施例中所提供的云台为三轴增稳云台，主要由云台控制器、姿态传感器、旋转电机、横滚电机和俯仰电机组成，三个电机分别负责前后、左右、上下三个方向的旋转，云台控制器通过姿态传感器解算出当前云台的俯仰、横滚以及偏航角，从而控制三个电机以使相机在运动中保持姿态静止。可知地，测距仪上设有数据接口，测距仪通过数据线将数据接口与云台控制器连接，云台控制器与无人机飞行控制器连接从而实现数据传输，测距仪将所测得的数据发送至云台控制器，并通过云台控制器传输给无人机飞行控制器，以使无人机根据所获得的测距仪数据实施相应的飞行措施。三轴增稳云台的控制原理以及测距仪的测距原理为本技术领域的公知常识，此处不再进一步展开赘述。

在其他实施例中，进一步地，还包括安装架，所述安装架包括相对设置的两个侧部安装架10，其中一侧部安装架10与所述俯仰电机8转动连接，另一侧部安装架10通过轴承9与另一俯仰连接臂4转动连接，所述相机5的两侧分别与两个侧部安装架10固定连接。通过相对设置得两个侧部安装架10固定安装相机5，可选地，通过螺丝将相机与侧部安装架10固定连接，电机转动带动安装架相应转动，从而带动固定在安装架上的相机同步转动，侧部安装架10的尺寸与相机相当，有利于保护相机。该实施例中，测距仪7可选择安装在相机的上部或底部。

在某些实施例中，更进一步地，所述安装架还包括底部安装架11，所述底部安装架连接在两个侧部安装架10底部，所述相机5固定在所述底部安装架11与两个侧部安装架所围成的容置空间内。侧部安装架10和底部安装架11可以为开设有减重孔的板状结构。

所述测距仪7固定于所述底部安装架11。由底部安装架和两个相对侧部安装架所构成的安装架一方面将相机固定安装在其所围成的三面开口的空间内，相机的两侧通过连接件分别与侧部安装架固定连接，底部通过连接件与底部安装架固定连接，侧部安装架顶部两端向内水平延伸出凸台，相机顶部通过连接件固定在凸台上，由此，使得相机与安装架间的连接牢固可靠，同时，两侧部安装架和底部安装架对相机起到有效防护作用；另一方面安装架为测距仪提供了固定支撑的底部安装架，使得测距仪与相机单独固定，提高了两者安装的可靠性；再者，由于测距仪和相机皆固定在安装架上且随安装架同步运动，由于三轴增稳云台的作用，使得相机始终处于静止状态，所拍摄的画面清晰可见，同样地，测距仪在三轴云台的作用下，能够准确地打在被测目标物上，提高了测距的稳定性，进一步使得所测距离数据真实可靠。

在一些实施例中，为了全方位提供对相机和测距仪的防护作用，还包括防护罩，所述防护罩将所述相机和测距仪容置在其内，且防护罩上开设有与所述相机的镜头对应的镜头口14以及与所述测距仪发射孔对应的发射口。还开设有与所述测距仪发射孔对应的发射口、与所述测距仪接收孔对应的接收口。

具体地，所述防护罩包括第一防护壳12、第二防护壳13和第三防护壳6，所述第一防护壳12、第二防护壳13对称设置且与所述第三防护壳6连接后形成将所述相机和测距仪包围在其内的容置空间。

在一些优选实施例中，所述第一防护壳12、第二防护壳13沿着所述镜头光轴方向相互对接且对接处与镜头光轴位于同一竖直面。其中，第一防护壳12位于连接俯仰电机8的俯仰连接臂4与侧部安装架10之间，第一防护壳12与该侧部安装架10通过连接件固定连接，第二防护壳13位于另一俯仰连接臂4与侧部安装架10之间，第二防护壳13通过连接件与该侧部安装架10固定连接。

所述第三防护壳6连接在所述第一防护壳12、第二防护壳13的前侧底部；所述第三防护壳6由两个相对设置的侧板6.2、连接两个侧板6.2的竖直后板6.3以及连接两个侧板6.2的顶板一体连接而成，所述发射口，接收口开设于所述竖直后板且位于镜头口的下侧偏后方。该第三防护壳的两个侧板为倒直角三角形，从而使得第三防护壳上所形成的开口相对镜头口斜向下设置。上述防护壳的整体结构设计对相机以及测距仪起到有效防护作用，避免了外界物体或阴雨环境对两者造成损坏，尤其是第三防护壳的结构，其一方面对测距仪起到防护作用，另一方面测距仪的发射孔和接收孔处分别嵌入在第三防护壳的竖直后板内，与安装架协同作用，进一步提高了测距仪安装的可靠性，避免由于安装不牢靠而出现测距偏差的问题。

在其他实施例中还提供了一种无人机，包括机体，还包括上述实施例中的机载航拍装置，所述机载航拍装置安装于所述机体底部。可选地，机载航拍装置的旋转电机顶部安装有云台连接板，机载航拍装置通过云台连接板固定在机体底部。无人机包括飞行控制器，飞行控制器与云台控制器通信连接。

无人机所搭载的云台通常为三轴增稳云台，主要由云台控制器、姿态传感器、旋转电机、横滚电机和俯仰电机组成，三个电机分别负责前后、左右、上下三个方向的旋转，云台控制器通过姿态传感器解算出当前云台的俯仰、横滚以及偏航角，从而控制三个电机以使相机在运动中保持姿态静止。可知地，测距仪上设有数据接口，测距仪通过数据线将数据接口与云台控制器连接，从而实现数据传输。测距仪将所测得的数据发送至云台控制器，并通过云台控制器传输给无人机飞行控制器，以使无人机根据所获得的测距仪数据实施相应的飞行措施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。