CN105333865A - 无人飞行器红外定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人飞行器红外定位系统，包括智能终端、红外发光装置以及安装于飞行器上的摄像头；所述智能终端包括音频调节模块和音频输出模块，所述红外发光装置包括音频整流电路和红外发射管；所述音频输出模块输出音频信号至音频调节模块，音频调节模块用于将音频信号的音量放大后输出预设频率的音频放大信号至音频整流电路；所述音频整流电路用于将音频放大信号进行整流滤波后输出方波信号至红外发射管，以使红外发射管发射红外光至摄像头。本发明采用利用音频信号驱动红外发射管发射特定闪烁频率的红外光至摄像头作为一种定向导航的方法，具有成本低，质量轻，操控简单等优点。

Description

无人飞行器红外定位系统
技术领域
本发明涉及飞行器定位技术，尤其涉及一种无人飞行器红外定位系统。
背景技术
目前短距离飞行器的飞行定向导航技术，包括有光流计、图像识别装置、GPS定位装置和机器视觉。针对拍摄人像飞行器这一领域，目前有两种方法对该飞行器进行定位，一个是采用GPS定位，将被拍摄者的GPS数据反馈给飞行器，飞行器然后朝着这个GPS坐标点飞行。这种方法存在定位误差大、携带不方便、成本高的缺点。另一种方法是通过遥控器遥控飞行器朝着被拍摄者的位置定向飞行，这种方法存在成本高、携带不方便、操控复杂等缺点。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种简便可靠的无人飞行器红外定位系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
无人飞行器红外定位系统，包括智能终端、红外发光装置以及安装于飞行器上的摄像头；所述智能终端包括音频调节模块和音频输出模块，所述红外发光装置包括音频整流电路和红外发射管；所述音频输出模块输出音频信号至音频调节模块，音频调节模块用于将音频信号的音量放大后输出预设频率的音频放大信号至音频整流电路；所述音频整流电路用于将音频放大信号进行整流滤波后输出方波信号至红外发射管，以使红外发射管发射红外光至摄像头。
优选的，所述智能终端为智能手机，所述红外发光装置安装于该智能手机上。
优选的，所述音频整流电路包括接口J1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射管的正极；所述变压器T1的次级线圈的抽头端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管的负极连接。
优选的，所述智能手机具有耳机插口，该耳机插口定义为接口J1，所述音频整流电路包括变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射管的正极；所述变压器T1的次级线圈的抽头端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管的负极连接。
优选的，所述红外发射管为红外发光二极管。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明采用利用音频信号驱动红外发射管发射特定闪烁频率的红外光至摄像头作为一种定向导航的方法，具有成本低，质量轻，操控简单等优点。
附图说明
图1为本发明的无人飞行器红外定位系统的模块结构图；
图2为本发明的红外发光装置的电路结构图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
参见图1，本发明提供一种无人飞行器红外定位系统，其包括智能终端、红外发光装置以及安装于飞行器上的摄像头。智能终端包括音频调节模块和音频输出模块，所述红外发光装置包括音频整流电路和红外发射管D3；音频输出模块输出音频信号至音频调节模块，音频调节模块用于将音频信号的音量放大后输出预设频率的音频放大信号至音频整流电路；所述音频整流电路用于将音频放大信号进行整流滤波后输出方波信号至红外发射管D3，以使红外发射管D3发射红外光至摄像头。上述音频调节模块主要通过内部软件用于实现将音频信号的音量调大，并产生特定频率的音频放大信号，此技术原理可通过现有技术获知。红外发射管D3优选为红外发光二极管。
实施例一：
智能终端优选为智能手机，该智能手机具有耳机插口，在常规使用中在耳机插口插入耳机接头，则通过耳机可以获取智能手机内的音频信号。本实施例中，通过智能手机内的音频信号最终驱动红外发射管工作。红外光具有穿透性强、稳定、衰减慢等优点，红外发射管的发射波长为830nm至950nm，摄像头对光的接收波长范围是50nm至1200nm，从而红外光正好落在摄像头接收范围内。因而通过飞行器上的摄像头能够感应到红外光。
为进一步节省成本，将红外发光装置安装于智能手机的耳机插口内，通过智能手机内部模块结构的配合，触发产生红外光。参见图2，具体做法是，耳机插口为接口J1，音频整流电路包括变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端1连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端2连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端5连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端3连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射D3的正极；变压器T1的次级线圈的抽头端4、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管D3的负极连接。接口J1的第一输出端和第二输出端分别为左声道和右声道。
工作原理为：经过调节后的音频放大信号经过接口J1传输到音频整流电路，该音频放大信号为交流信号，该音频放大信号经过变压器T1进行升压，升压倍数优选为10倍，之后经过二极管D1和二极管D2进行全波整流得到直流信号，该整流信号通过电阻R1和电容C1滤波载波信号从而得到方波信号，该方波信号驱动红外发射管D3发射出红外光。红外光发射管D3为发光二极管。
本实施例为本发明的优选方式，其成本低，结构简单，操作方便。具体的短距离定位过程为：飞行器起飞后，将通过位于飞行器的超声波传感器操控飞行器的飞行高度，之后飞行器做360度的自旋转飞行。摄像头设于飞行器上，并跟随飞行器做自旋转运动。飞行器中内部还具有相应的处理器，假如摄像头检测到特定频率的红外光，摄像头将图像传输给处理器，处理器经过图像识别后，寻找到被拍摄者，然后调整飞行姿态，始终将摄像头朝向被拍摄者，从而完成了飞行器定向飞行的过程。摄像头拍摄到的红外发射管是一个光点，且由于红外发射管的发射角度很小，通过图像识别的方法，可以使飞行器准确找到红外发光装置的方位。同时，通过图像识别，处理器还能对红外光点的大小进行判断，计算出飞行器与红外发光装置之间的距离，飞行器可以调整姿态，保持飞行器与红外发光装置在一个预设的距离，具体原理可由现有技术获知。
实施例二：
跟实施例一类似，为携带方便，红外发光装置可以安装于智能终端上，智能终端不局限为智能手机，因而并不局限于将红外发光装置安装于智能手机的耳机插口上。本实施例的音频整流电路包括接口J1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射管的正极；所述变压器T1的次级线圈的抽头端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管的负极连接。与实施例一的区别在于，接口J1不再是耳机插口，而是集成于红外发光装置里的一个器件，其与智能终端内音频调节模块连接。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.无人飞行器红外定位系统，其特征在于，包括智能终端、红外发光装置以及安装于飞行器上的摄像头；所述智能终端包括音频调节模块和音频输出模块，所述红外发光装置包括音频整流电路和红外发射管；所述音频输出模块输出音频信号至音频调节模块，音频调节模块用于将音频信号的音量放大后输出预设频率的音频放大信号至音频整流电路；所述音频整流电路用于将音频放大信号进行整流滤波后输出方波信号至红外发射管，以使红外发射管发射红外光至摄像头。
2.如权利要求1所述的无人飞行器红外定位系统，其特征在于，所述智能终端为智能手机，所述红外发光装置安装于该智能手机上。
3.如权利要求2所述的无人飞行器红外定位系统，其特征在于，所述音频整流电路包括接口J1、变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射管的正极；所述变压器T1的次级线圈的抽头端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管的负极连接。
4.如权利要求2所述的无人飞行器红外定位系统，其特征在于，所述智能手机具有耳机插口，该耳机插口定义为接口J1，所述音频整流电路包括变压器T1、二极管D1、二极管D2、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述接口J1连接音频调节模块，变压器T1的初级线圈的一端连接接口J1的第一输出端，变压器T1的初级线圈的另一端连接接口J1的第二输出端，变压器T1的次级线圈的一端连接二极管D1的正极，变压器T1的次级线圈的另一端连接二极管D2的正极，二极管D1的负极、二极管D2的负极、电阻R1的一端和电容C1的一端均与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端连接红外发射管的正极；所述变压器T1的次级线圈的抽头端、电阻R1的另一端、电容C1的另一端均与红外发射管的负极连接。
5.如权利要求1所述的无人飞行器红外定位系统，其特征在于，所述红外发射管为红外发光二极管。
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