一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]無人機(jī)是一種無人駕駛的飛機(jī)，其為利用自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，其上面搭載一攝像裝置，該攝像裝置可對底面上的場景和活動進(jìn)行視頻拍攝。對于無人機(jī)控制技術(shù)的研究是目前國內(nèi)外大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn)之一，近年來，無人機(jī)已被廣泛應(yīng)用于航拍攝影、電力巡檢、環(huán)境監(jiān)測、森林防火、災(zāi)情巡查、防恐救生、軍事偵察、戰(zhàn)場評估等領(lǐng)域，有效克服了有人駕駛飛機(jī)空中作業(yè)的不足，降低了成本，同時也提高了運(yùn)載工具的安全性。
[0003]然而目前的無人機(jī)在夜間飛行及拍攝方面還存在著明顯的不足，由于夜間光源覆蓋范圍窄、光照不足、搜索視線不佳，影響了攝像裝置拍攝圖像，這使得無人機(jī)出勤能力也大大降低，從而造成資源浪費(fèi)并使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。
[0004]無人機(jī)很多都是通過地面站設(shè)定飛行軌跡來實(shí)現(xiàn)自主飛行和返航，即使通過終端設(shè)備的遙控也只是控制無人機(jī)的起飛和降落，對于其飛行軌跡的自由選擇卻較難實(shí)現(xiàn)，除此之外，多數(shù)無人機(jī)都是采用單工通信，這樣的通信方式在無人機(jī)的使用過程中很不方便。
[0005]無人機(jī)的遙控終端發(fā)送指令給無人機(jī)，該遙控終端也可以發(fā)送指令給無人機(jī)上的攝像頭對其進(jìn)行操控，然而，通過同一個遙控終端對無人機(jī)和攝像頭中的一者發(fā)送指令時，由于無人機(jī)和攝像頭同時受該遙控終端的控制，所以避免不了另一者會受到發(fā)射信號的干擾，使其接收到干擾信號后錯誤的執(zhí)行指令。
[0006]無人機(jī)在飛行過程中，很容易撞到障礙物而造成機(jī)體故障或損毀，所以很需要對無人機(jī)采取空中防撞措施。除此之外，無人機(jī)在飛行過程中不僅是前方容易撞到障礙物，其四面八方都有可能會受到其他障礙物的侵襲，如何成功且高效的避開不同方向的障礙物又保證無人機(jī)整體美觀成了很多研究人員思考的問題。
[0007]現(xiàn)有的無人機(jī)續(xù)航時間短，不能保持長時間的飛行狀態(tài)，往往只飛行了短暫的時間就要返程進(jìn)行充電，這樣給無人機(jī)的工作帶來很大不便，因此如何研發(fā)出一種續(xù)航時間長的無人機(jī)成了困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的主要問題。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種新型的具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的方案是提供一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)，其包括空中設(shè)備和地面設(shè)備，空中設(shè)備包括一無人機(jī)，地面設(shè)備包括遙控終端、地面站和圖傳一體接收機(jī)，無人機(jī)包括一機(jī)身，機(jī)身下搭載一紅外熱像儀，該紅外熱像儀內(nèi)部設(shè)置一熱成像系統(tǒng)，該熱成像系統(tǒng)包括第二接收模塊、可見光傳感器、紅外探測傳感器、模式切換按鍵控制模塊、中央處理器、圖像處理及編碼模塊和圖傳信號收發(fā)模塊，該第二接收模塊、可見光傳感器、紅外探測傳感器、模式切換按鍵控制模塊、圖像處理及編碼模塊和圖傳信號收發(fā)模塊電性連接于中央處理器。
[0010]優(yōu)選地，圖傳信號收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置5.SG頻率發(fā)射器和1.2G頻率接收器。
[0011 ] 優(yōu)選地，該熱成像系統(tǒng)進(jìn)一步包括音頻采集模塊、存儲模塊、接口和存儲器，該音頻采集模塊、存儲模塊、接口和存儲器電性連接于中央處理器。
[0012]優(yōu)選地，遙控終端內(nèi)部集成有人機(jī)交互界面、控制器模塊和控制信號收發(fā)模塊。
[0013]優(yōu)選地，控制信號收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置一 2.4G頻率發(fā)射器。
[0014]優(yōu)選地，圖傳顯示器內(nèi)部集成無線視頻收發(fā)模塊、圖像處理及解碼模塊、存儲單元和圖像顯示模塊。
[0015]優(yōu)選地，無線視頻收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置一 5.SG頻率接收器。
[0016]優(yōu)選地，紅外熱像儀內(nèi)部集成有第二 TCP/IP WLAN模塊。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)通過紅外熱像儀感應(yīng)拍攝和獲得物體表面或近表面熱像圖，使其實(shí)時探測物體表面的溫度并形成熱像圖，通過設(shè)置模式切換控制模塊，使該紅外熱像儀在可見光傳感器和紅外探測傳感器之間準(zhǔn)確的切換，使可見光傳感器輔助拍攝視頻畫面，使該紅外熱像儀能夠根據(jù)不同情況切換模式，使其更加人性化。通過設(shè)置聲光報警模塊，使其在有異常信號的情況下通過此模塊進(jìn)行報目ο
[0018]本實(shí)用新型一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)通過導(dǎo)航顯示軟件模塊設(shè)置導(dǎo)航路線，并通過其內(nèi)部的2.4G頻率收發(fā)模塊將信號發(fā)送至無人機(jī)的2.4G頻率收發(fā)電臺對其飛行軌跡進(jìn)行操控，無人機(jī)將反饋信號從2.4G頻率收發(fā)電臺發(fā)送至2.4G頻率收發(fā)模塊，除此之外，地面站和紅外熱像儀之間通過TCP/IP WLAN模塊和第二 TCP/IP WLAN模塊152之間進(jìn)行信號的雙向傳輸，從而實(shí)現(xiàn)地面站與無人機(jī)及紅外熱像儀的雙工通信。除此之外，中央處理器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并通過圖傳信號收發(fā)模塊發(fā)送至無線視頻收發(fā)模塊，該無線視頻收發(fā)模塊經(jīng)過圖像處理及解碼模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并通過圖像顯示模塊顯示出來，整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字雙工通信，使其更加具有更高的智能效果。
[0019]本實(shí)用新型一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)通過在飛控系統(tǒng)中設(shè)置遙控信號收發(fā)模塊，并在其內(nèi)部設(shè)置2.4G頻率收發(fā)電臺，紅外熱像儀內(nèi)部設(shè)置第二接收模塊和圖傳信號收發(fā)模塊，圖傳信號收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置5.SG頻率發(fā)射器和1.2G頻率接收器，圖傳一體接收機(jī)內(nèi)設(shè)置無線視頻收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置5.SG頻率接收器和1.2G頻率發(fā)射器，遙控終端內(nèi)設(shè)置控制信號收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置2.4G頻率發(fā)射器，使該具有無人機(jī)的通信系統(tǒng)采用2.4G、1.2G和5.SG這三種不同的頻率進(jìn)行通信，當(dāng)通信處于三者之一的同頻率情況下，內(nèi)部采取跳頻技術(shù)，通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變，這種錯開通信頻率及同頻率情況下采取跳頻技術(shù)的通信方式使該具有無人機(jī)的通信系統(tǒng)5具有較強(qiáng)的抗干擾能力和保密性能。通過將2.4G地面站發(fā)射電臺、遙控信號收發(fā)器、飛控系統(tǒng)、信號燈、圖傳信號發(fā)射模塊、降壓模塊、八個電機(jī)、八個電調(diào)、以及無人機(jī)上的路由器、電池、熱成像系統(tǒng)、分線器、起落架控制器、多個傳感器組合模塊和GPS天線，這些模塊與元件之間設(shè)置成彼此獨(dú)立分開封裝且彼此間互相屏蔽，使數(shù)字電路與模擬電路的模塊、信號發(fā)射模塊與信號接收模塊、大電流電路模塊和小電流電路模塊都彼此分開，從而降低了模塊間的電磁干擾，且使整個電路布局更加安全。通過在起落架的橫軸的兩端部和機(jī)架多個連接處分別設(shè)置橡膠膠圈，起到了緩沖作用，使無人機(jī)在降落時不至于給整個機(jī)體造成硬傷；通過在橡膠膠圈上設(shè)置多個凸出于外表面的凸出環(huán)體，使該橡膠膠圈的緩沖和減震效果更好，這樣的減震結(jié)構(gòu)提升了無人機(jī)內(nèi)部傳感器的監(jiān)測穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)抗干擾功能。
[0020]本實(shí)用新型一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)通過在飛控系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置避障模塊，在外圍下邊緣處等距離間隔設(shè)置四個超聲波傳感器且該四個超聲波傳感器分別位于兩個折疊翼之間，當(dāng)該避障模塊工作時，該四個方向的超聲波傳感器同時探測，使該無人機(jī)從四個方向來感測障礙物從而使其避障效果更好一些，其保證了在緊急狀況下該無人機(jī)不會有損傷或墜機(jī)。通過飛控芯片預(yù)先設(shè)定的探測距離可以根據(jù)實(shí)際飛行狀況來預(yù)先設(shè)定，使避障距離具有靈活性。
[0021]本實(shí)用新型一種具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)采用特殊KV值的電極和特定尺寸和攻角參數(shù)的螺旋槳，電機(jī)KV值設(shè)置于100?450之間、螺旋槳的尺寸介于16?29英寸之間、攻角介于3?5之間，這時螺旋槳的效率最高，從而使無人機(jī)的續(xù)航時間長。通過采用八個高導(dǎo)磁電機(jī)，使其具有磁阻小、效率高的優(yōu)點(diǎn)，從而使渦流損耗大大降低。通過采用聚合物鋰電池，由于鋰電池容量輕，使無人機(jī)飛行效率高。通過將整個無人機(jī)的機(jī)身采用碳纖維材質(zhì)，使無人機(jī)的重量得到很大的減輕，從而使其能量消耗大大降低。
【【附圖說明】】
[0022]圖1是本實(shí)用新型具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本實(shí)用新型無人機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本實(shí)用新型無人機(jī)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是本實(shí)用新型無人機(jī)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是本實(shí)用新型無人機(jī)螺旋槳有效功率隨飛行速度的變化曲線圖。
[0027]圖6是本實(shí)用新型無人機(jī)避障模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7是本實(shí)用新型熱成像系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖8是本實(shí)用新型具有熱成像系統(tǒng)的無人機(jī)系統(tǒng)的電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
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