本实用新型涉及摄像技术领域，特别涉及一种集光流授权和测距一体化的测试装置。
背景技术：
无人机作为当今航空航天工业增长最快、发展最活跃的部分，已经在各个领域起着越来越重要的作用。小型旋翼无人机是一种微小型、性能优良的垂直起降直升机，它具有垂直起降、空中悬停、慢速飞行、机动性好等特性，填补了近地面环境智能化武器装备的空白，成为当前无人机发展的一个重要方向。然而，小型无人机是一个高度非线性、开环不稳定、强耦合的复杂系统，无人机的控制特别是悬停问题仍是该领域研究的重点和难点问题。
无人机悬停是指将无人机固定在三维空间内预设的高度和水平位置上，在不作任何操作的条件下无人机可以稳稳的悬停在预设空间位置进行拍摄。现有实现无人机自动悬停的技术主要包括超声波传感技术、气压计测量、GPS模块定位和惯性测量单元IMU(主要为陀螺仪、加速度计和磁罗盘传感器)，其中高度一般是通过超声波传感器或气压计来测量，由于低成本的GPS数据刷新率太低，在高速运动的时候数据滞后会导致无人机跌落，因此通常将GPS模块用来测量水平位置的坐标，除了GPS模块，无人机还依靠惯性测量单元来识别自身的飞行状态和相对位移进行调整达到预设位置进行悬停。
当无人机在低高度飞行或GPS信号欠佳的情况下利用内置的光流传感器，将像素分布及颜色、亮度等信息转变为数字信号传送给图像处理系统进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制飞行器的动作，超声波传感器来判别相对高度，通过高效的视觉处理器计算让无人机实现精确的室内定位悬停和平稳飞行。
技术实现要素：
本实用新型目的在于提供一种集光流授权和测距一体化的测试装置，该装置用于小型无人机光流定位方法中对光流板进行一次性授权和摄像头位移测试，满足多块光流板同时授权和位移测试的要求，节约成本，大大提升了光流测试的效率。
为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：
一种集光流授权和测距一体化的测试装置，包括金属支架、金属导杆、导杆滑动座子、顶针、触发开金属片、触发关金属片和单片机，金属支架上支撑有两根相对平行设置的金属导杆，其中一根金属导杆的两端分别设置有触发开金属片以及触发关金属片；每根金属导杆上均设置有一导杆滑动座子，导杆滑动座子与其金属导杆之间是滑动连接，导杆滑动座子能够在金属导杆上来回滑动实现与触发开金属片或触发关金属片的电接触形成闭合电路；两导杆滑动座子之间固定有一托盘，该托盘上开设有多排卡槽，卡槽内用于固定带摄像头的光流板；托盘的正上方设置有一金属外壳盘，该金属外壳盘上设置有多个顶针，顶针的数目与卡槽相同且顶针与卡槽一一正面相对应；金属外壳盘固定连接在一垂直升降杆的下端；垂直升降杆的上端连接有升降手柄，通过升降手柄调节垂直升降杆的升降，进而带动金属外壳盘上的顶针与托盘上卡槽内的光流板实现电接触或断开；每一个顶针在金属外壳盘上均有一个连接端，多串口线端口一端连接单片机，多串口线端口的另一端通过多根独立的USB串口线与金属外壳盘上的每一个顶针的连接端一一对应连接。每根独立的USB串口线上均设有独立的控制电源开关，实现其对应连接的顶针的通信控制。
进一步地，所述导杆滑动座子上均固定连接有一推拉扶手，导杆滑动座子能够在推拉扶手的推动下在金属导杆上来回滑动。
进一步地，所述金属支架为由多根金属杆相互连接而成的框架结构。金属支架至少包括四根竖直方向支撑的支脚，以及连接在四根支脚上端头之间且彼此收尾相接的四根金属杆。
进一步地，所述顶针为四针头顶针，利用四针头顶针分别与光流板上的电源接口、地接口、TX接口和RX接口相连接，为带摄像头的光流板提供电源并保证光流板与远程服务器接收通信畅通。其中TX接口就是信号发送到远程服务器上的连接接口，RX接口就是接收从远程服务器传送回来的信号连接接口。
进一步地，设置在一金属导杆两端的触发开金属片以及触发关金属片之间的距离设置为40-60cm，保证位移误差测试结果的可靠性。
本实用新型的目的在于公开了一种集光流授权和测距一体化的测试装置，使得可以一次性对多块光流板实现同时授权和位移测试，并将授权结果与位移测试结果在显示屏上显示出来。
相比传统的单个光流板逐个授权和测距方法，所述方法可以实现小批量的多块光流板同时授权和位移测试，同时装置结构设计简单，节约成本，操作方便，极大地提高了光流测试效率。本实用新型通过升降手柄控制垂直升降杆，使顶针的四个针头与卡槽内放置的带有摄像头模组的光流板接触，确保光流板上电源、地接口与针头接通即电源和地作为接通电路的正负极为光流板提供电源，针头与 TX接口和RX接口接通即保证带有摄像头模组的光流板与远程服务器能够正常通信和收发信息。TX接口负责发送消息至远程服务器，远程服务器通过消息验证获取授权码，并将授权码从远程服务器端发送至光流板，光流板的RX端口负责接收消息。单片机上包含三个按键分别为复位键、开始键和停止键，其中复位键主要负责将授权和位移测试之前的测试结果和数据进行清除，开始键和停止键为单片机的运行开关。
授权成功后，需要将顶针的四个针头与光流板上的四个连接端口断开后再重新接通上电，并将导杆滑动座子拉回到触发位移测试开的金属片初始位置，光流板上的摄像头从初始位置开始采集地面图像第一帧来获取地面图像的纹理特征，然后将导杆滑动座子沿金属导杆推动至金属导杆末端的触发关金属片位置即位移测试结束。为了保证位移误差测试结果的可靠性需要取合适的长度进行距离测试，当金属导杆的首末触发开关金属片之间的距离过小时，采集不到足够的纹理图像进行测距运算，容易造成位移误差测试失败，选取金属导杆的首末触发开关金属片之间的距离为50cm，设置范围选取为40-60cm。光流板移动过程中，通过摄像头不断采集图像，对地面纹理特征进行采集和计算，得到位移误差值，利用设定的误差阈值判断位移误差值是否在误差允许范围之内，若在误差范围之内则认为通过距离测试，否则位移测试未通过，最后在显示屏上显示位移测试结果。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是，结构设计简单，操作方便，通过USB多串口线实现多块光流板的快速授权和位移测试，有效地提高了光流测试效率。
附图说明
图1为本实用新型集光流授权和测距一体化的测试装置的结构示意图
图例说明：1、升降手柄；2、多串口线端口；3、推拉扶手；4、垂直升降杆； 5、顶针；6、导杆滑动座子；7、卡槽；8、金属导杆；9、金属支架；10、触发开金属片；11、触发关金属片；12、复位键；13、开始键；14、停止键；15、托盘；16、金属外壳盘。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例图中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，做进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
一种集光流授权和测距一体化的测试装置，包括带摄像头的光流板，升降手柄1，多串口线端口2，多根独立的USB串口线，推拉扶手3，垂直升降杆4，顶针5，导杆滑动座子6，卡槽7，金属导杆8，金属支架9，触发开金属片10，触发关金属片11和单片机；单片机上设置有复位键12、开始键13和停止键14。
金属支架9为由多根金属杆相互连接而成的框架结构。参照图1，金属支架至少包括四根竖直方向支撑的支脚，以及连接在四根支脚上端头之间且彼此收尾相接的四根金属杆。
金属支架9上支撑有两根相对平行设置的金属导杆8，其中一根金属导杆8 的两端分别设置有触发开金属片10以及触发关金属片11。每根金属导杆8上均设置有一导杆滑动座子6，导杆滑动座子6与其金属导杆8之间是滑动连接。导杆滑动座子6上均固定连接有一推拉扶手3，导杆滑动座子6能够在推拉扶手3 的推动下在金属导杆8上来回滑动。当导杆滑动座子6滑动至触发开金属片10 或触发关金属片11处，导杆滑动座子6与触发开金属片10或触发关金属片11 接触时形成闭合电路，电路导通时记录信号，电路断开时关闭信号。
两导杆滑动座子6之间固定有一托盘15，该托盘15上开设有多排卡槽7，卡槽7内用于固定带摄像头的光流板。托盘15的正上方设置有一金属外壳盘16，该金属外壳盘16上设置有多个顶针5，顶针5的数目与卡槽7相同且顶针5与卡槽7一一对应。所述金属外壳盘16固定连接在一垂直升降杆4的下端。垂直升降杆4的上端连接有升降手柄1，通过升降手柄1调节垂直升降杆4的升降，进而带动金属外壳盘16上的顶针5与托盘15上的卡槽7内的光流板的电接触和断开。
每一个顶针5在金属外壳盘16上均有一个连接端，多串口线端口2一端连接单片机，多串口线端口2的另一端通过多根独立的USB串口线与金属外壳盘 16上的每一个顶针5的连接端一一对应连接，每根串口线上设有独立的控制电源开关，实现其对应顶针的通信控制。
所述顶针5为四针头顶针，利用四针头顶针分别与光流板上的电源接口、地接口、TX接口和RX接口相连接，为带摄像头的光流板提供电源并保证光流板与远程服务器接收通信畅通。其中TX接口就是信号发送到远程服务器上的连接接口，RX接口就是接收从远程服务器传送回来的信号连接接口。
优选的是，设置在一金属导杆8两端的触发开金属片10以及触发关金属片11之间的距离设置为40-60cm，保证位移误差测试结果的可靠性。
如图1所示，通过升降手柄1控制垂直升降杆4在垂直方向上进行升高和降低，当垂直升降杆降低时，使顶针5与卡槽7内放置的光流板接触，给光流板上电；当垂直升降杆升高时，使顶针5与卡槽7内放置的光流板断开接触，使光流板断电。每块顶针上具有四个小针头分别与光流板上的电源、地、TX和RX接口相连接，其中电源和地作为接通电路的正负极，TX和RX作为通信接收端口，光流板上电之后通过TX端口发送信息到远程服务器，远程服务器通过信息验证之后获取授权码并将授权码从远程服务器发送至光流板用户端，通过RX端口接收授权码信息。
多串口线端口2与单片机相连接，单片机上包含三个按键分别为复位键12、开始键13和停止键14，其中复位键起到清零的作用，当第一批光流板完成授权和位移测距之后，将光流板从卡槽中取出，换上第二批待测试光流板，在授权和测距之前需要将装置进行复位来清除之前的缓存图像帧和测试数据。
光流板授权成功后，通过升降手柄使顶针的四个针头与光流板上的四个连接端口断开后在接通，即使光流板断电后再重新上电。首先，利用推拉扶手3将导杆滑动座子6沿金属导杆8拉回到初始位置即触发开金属片10位置处，触发触发开金属片10，光流板上的摄像头从初始位置开始采集地面图像第一帧，获取地面图像的纹理特征；然后通过推拉扶手3推动导杆滑动座子6沿金属导杆8移动至金属导杆末端的触发关金属片11处即位移测试结束，金属导杆上的触发开金属片10以及触发关金属片11之间的距离一般设置为40-60cm。当金属导杆的触发开金属片10以及触发关金属片11之间的距离过小时，采集不到足够的纹理图像进行测距运算，造成位移误差的测量失败，因此需要取合适的距离长度保证位移误差测试结果的可靠性。光流板移动过程中，通过摄像头不断采集图像，对地面纹理特征进行采集和计算，得到位移误差值，利用设定的误差阈值判断位移误差值是否在误差允许范围之内，若在误差范围之内则认为通过距离测试，在显示屏上显示位移测试成功，否则显示位移测试未通过。
本实用新型结构设计简单，节约成本，通过顶针与卡槽内光流板接触上电授权，在显示屏上显示授权成功的光流板，断电后再重新上电对授权成功的光流板进行位移误差测量，并在显示屏上显示光流板测距通过的结果，该装置通过USB 多串口线实现多块光流板的快速授权和位移测试，有效地提高了光流测试效率。