CN106516139B - 无人机昼夜航向姿态指示系统 - Google Patents
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Abstract
无人机昼夜航向姿态指示系统，涉及无人机领域，解决了现有无人机航向姿态指示方式存在的指示精度低、无法远距离指示的问题。本发明包括尾部左侧灯带和尾部右侧灯带，无人机尾部对准这两条灯带的连接处，这两条灯带成90°夹角；头部指示灯位于由这两条灯带组成的等腰直角三角形斜边中点处；这两条灯带上均设置有至少三个等间距分布且参数相同的光源；尾部左侧灯带上的光源与尾部右侧灯带上的光源除了颜色不同外，其他参数均相同，这两条灯带上的光源数量相同；固定在光源上的单侧遮光罩，左侧的单侧遮光罩用于使操作者在无人机右侧时看不见左侧光源，右侧的单侧遮光罩用于使操作者在无人机左侧时看不见右侧光源。本发明操作简单、精度高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机昼夜航向姿态指示系统。
背景技术
随着科技的进步，在许多行业中都出现了无人机的踪影，随着应用的普及性，人们的观念也在发生翻天覆地的变化，对无人机的安全性也越来越重视。市场上的无人机大致分为两大类，一类是固定翼类无人机，另一类是旋翼类无人机。固定翼类无人机因其具有非常明显的航向姿态，而且不会空中悬停，所以操作者判别较为明显；而旋翼类无人机在执行任务的过程中经常会做出悬停姿态，再加上本身的结构高度对称并且体积较小，所以操作者比较难观察其姿态，正常情况下，操作者一般是通过辨识多旋翼的脚架来确认无人机航向姿态，而脚架在远离操作者的过程中容易出现重叠和看返的问题，这时操作无人机就显得极其困难了。
目前市场上的航灯，都是一些颜色组合来进行报警等功能，无法进行远距离区分明确航向姿态，操作者无法获得准确的无人机航向姿态，仅大致区分又无法达到高精确的控制。操作者一般通过自身感觉来判断无人机航向姿态，这种判断方式在无人机距离操作者较近和无人机起飞降落时比较有效，一旦无人机远离操作者，操作者的判断力将会严重下降。为了使无人机更加广泛的融入到人们的生活中，无人机的航向姿态指示就显得尤为重要，尤其是在无人机出现各种问题时，如何准确判断无人机的航向姿态以便使操作者更加快速、精准的操作故障无人机返航或迫降到最佳地点。
发明内容
为了解决现有无人机航向姿态指示方式存在的指示精度低、无法远距离指示的问题，本发明提供一种无人机昼夜航向姿态指示系统。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的无人机昼夜航向姿态指示系统，包括：
固定在无人机左侧的尾部左侧灯带；
固定在无人机右侧且与尾部左侧灯带相连的尾部右侧灯带，无人机尾部对准尾部左侧灯带与尾部右侧灯带的连接处，所述尾部左侧灯带与尾部右侧灯带结构尺寸相同，所述尾部左侧灯带与尾部右侧灯带成90°夹角；
固定在无人机上的头部指示灯，所述头部指示灯位于由尾部左侧灯带和尾部右侧灯带组成的等腰直角三角形斜边中点处；
设置在尾部左侧灯带上的至少三个光源，这些光源等间距分布且参数相同；
设置在尾部右侧灯带上的至少三个光源，这些光源等间距分布且参数相同，所述尾部左侧灯带上的光源与尾部右侧灯带上的光源除了颜色不同外，其他参数均相同，所述尾部左侧灯带上光源数量与尾部右侧灯带上光源数量相同；
一一对应固定在光源上的单侧遮光罩，尾部左侧灯带上光源的单侧遮光罩用于使操作者在无人机右侧时看不见左侧光源，尾部右侧灯带上光源的单侧遮光罩用于使操作者在无人机左侧时看不见右侧光源。
进一步的，所述头部指示灯为白色的180度贴片快闪灯，按照一定频率闪烁。
进一步的，所述尾部左侧灯带和尾部右侧灯带均采用塑料制成。
进一步的，所述尾部左侧灯带与尾部右侧灯带采用机械一体化加工成型或者采用粘接方式进行固定。
进一步的，所述尾部左侧灯带上光源的数量为3个、4个或5个。
进一步的，还包括固定在无人机尾部的电源模块，所述电源模块分别与尾部左侧灯带上的光源和尾部右侧灯带上的光源相连，通过电源模块为这些光源供电。
进一步的，所述尾部左侧灯带上的光源与尾部右侧灯带上的光源均与无人机内部的供电系统相连，通过供电系统为这些光源供电。
进一步的，所述尾部左侧灯带最边缘的光源上安装的单侧遮光罩为180度单侧遮光罩，同时，所述尾部右侧灯带最边缘的光源上安装的单侧遮光罩为180度单侧遮光罩；
当操作者目视方向正对准无人机尾部时，可见左侧和右侧全部光源；当操作者目视方向正对准无人机左侧时，可见左侧的所有光源；当操作者目视方向正对准无人机右侧时，可见右侧所有光源；当操作者目视方向正对准无人机机头时，可见左侧最边缘的光源、头部指示灯和右侧最边缘的光源，此时，头部指示灯闪烁，左侧最边缘的和右侧最边缘的光源常亮。
本发明的有益效果是：
1、本发明的无人机昼夜航向姿态指示系统，能够使操作者快速判别无人机姿态航向，通过两条相互垂直的灯带以及各种航向姿态传递的不同光源颜色、数目、间距的大小变化来确定此时无人机机头与操作者目视方向的夹角大小，来确定无人机的机头指向，确定了无人机机头指向就确定了无人机的姿态位置，此时操作者依据方向信息来调节最舒服的无人机机头指向，一般操作者都习惯对尾操作，从而进行精准的操作，来更有效的控制无人机完成动作，指示精度较高。
2、本发明的无人机昼夜航向姿态指示系统，无人机的俯仰横滚4个方向与遥控器上的俯仰横滚4个方向完全相同，最易操作。
3、本发明的无人机昼夜航向姿态指示系统，可以获得较为准确的操作信息，操作难度大幅度降低，减轻了操作者的负担，使操作变得更容易，对于突发状况的处理也更加容易，大大减少由于操作失误而引发的不必要的经济损失，同时还可以更高效的协同无人机工作，提高作业效率，缩短应对突发状况的反应时间，最大程度的减少财产损失和人员伤亡等。
附图说明
图1为操作者的目视方向正对着无人机尾部时的姿态指示图。
图2为无人机逆时针旋转45°时的姿态指示图。
图3为无人机逆时针旋转90°时的姿态指示图。
图4为无人机逆时针旋转135°时的姿态指示图。
图5为无人机逆时针旋转180°时的姿态指示图。
图6为无人机逆时针旋转225°时的姿态指示图。
图7为无人机逆时针旋转270°时的姿态指示图。
图8为无人机逆时针旋转315°时的姿态指示图。
图中：1、尾部左侧灯带，11、左一光源，12、左二光源，13、左三光源，14、左四光源，2、尾部右侧灯带，21、右一光源，22、右二光源，23、右三光源，24、右四光源，3、头部指示灯，4、遮光罩，5、无人机，6、无人机机头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1至图8所示，本发明的无人机昼夜航向姿态指示系统，主要包括尾部左侧灯带1、尾部右侧灯带2、头部指示灯3、至少六个光源和至少六个单侧遮光罩4。
尾部左侧灯带1与尾部右侧灯带2可以采用机械一体化加工成型，也可以采用粘接方式进行固定。尾部左侧灯带1与尾部右侧灯带2的结构尺寸相同，尾部左侧灯带1和尾部右侧灯带2之间的夹角为90°。尾部左侧灯带1设置在无人机5左侧，尾部右侧灯带2设置在无人机5右侧，无人机5尾部对准尾部左侧灯带1与尾部右侧灯带2的连接处。
尾部左侧灯带1上设置有至少三个等距离分布的光源，这些光源的型号、功率、亮度、颜色等均相同，这些光源上均安装有单侧遮光罩4；尾部右侧灯带2上设置有至少三个等距离分布的光源，这些光源的型号、功率、亮度、颜色等均相同，这些光源上均安装有单侧遮光罩4。尾部左侧灯带1上的光源与尾部右侧灯带2上的光源型号、功率、亮度均相同，而它们的颜色却不相同，即尾部左侧灯带1上光源的颜色与尾部右侧灯带2上光源的颜色一定不相同。尾部左侧灯带1上光源的数量与尾部右侧灯带2上光源的数量相同。
尾部左侧灯带1上的光源的单侧遮光罩4的作用是：使得操作者在无人机5右侧时看不见左侧的光源；尾部右侧灯带2上的光源的单侧遮光罩4的作用是：使得操作者在无人机5左侧时看不见右侧的光源。
尾部左侧灯带1和尾部右侧灯带2这两条灯带相互垂直，并且尾部左侧灯带1的长度与尾部右侧灯带2的长度相等，因此尾部左侧灯带1和尾部右侧灯带2可以组成一个等腰直角三角形。头部指示灯3固定在无人机5上并且靠近无人机机头6，头部指示灯3位于由尾部左侧灯带1和尾部右侧灯带2组成的等腰直角三角形的斜边中点处。
尾部左侧灯带1最边缘的光源上安装有180度的单侧遮光罩4，同时，尾部右侧灯带2最边缘的光源上也安装有180度的单侧遮光罩4。当操作者的目视方向正对准无人机5尾部时，可以看见左侧和右侧的全部光源；当操作者的目视方向正对准无人机5左侧时，可以看见左侧的所有光源；当操作者的目视方向正对准无人机5右侧时，可以看见右侧的所有光源；当操作者的目视方向正对准无人机机头6时，可以看见左侧最边缘的光源、头部指示灯3和右侧最边缘的光源，此时，头部指示灯3闪烁，左侧最边缘的光源常亮，右侧最边缘的光源常亮。
本发明可以采用独立的供电方式，即在无人机5尾部固定有电源模块，尾部左侧灯带1上的光源与尾部右侧灯带2上的光源均与电源模块相连，通过电源模块供电。或者，不采用独立的供电方式，即尾部左侧灯带1上的光源与尾部右侧灯带2上的光源均与无人机5内部的供电系统相连，通过供电系统供电。
本实施方式中，头部指示灯3为白色的180度贴片快闪灯，头部指示灯3按一定频率闪烁，优选一秒钟闪烁3次。
本实施方式中，尾部左侧灯带1和尾部右侧灯带2均采用塑料制成。
本实施方式中，尾部左侧灯带1上的光源数量可以为3个、4个或5个，同时，尾部右侧灯带2上的光源数量也可以为3个、4个或5个。
具体实施方式一
本实施方式中，尾部左侧灯带1上的光源数量为4个，分别为左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14，并且其颜色为红色，则尾部右侧灯带2上的光源数量也为4个，分别为右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24，并且其颜色为绿色。
在本实施方式中，操作者始终位于同一个地点，并且目视方向保持不变。操作者通过安装在无人机5上的无人机昼夜航向姿态指示系统，来确定此时的无人机5姿态。
如图1所示，开始时，操作者的目视方向正对准无人机5尾部，即即无人机机头6的方向与操作者的目视方向平行，此时操作者可以看见左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14以及右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24，而看不见头部指示灯3。
无人机5逆时针慢慢旋转45°的过程中(即由图1至图2的过程中)，左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14之间的间距看起来越来越大且亮度越来越清晰，而右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24之间的间距看起来越来越小且亮度越来越模糊。
如图2所示，当无人机5逆时针旋转45°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成45°夹角，右四光源24将与右一光源21、右二光源22、右三光源23位于同一直线上，因光沿直线传播的原理，所以此时操作者只能看见一个右四光源24和4个间距最大的左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14，而看不见头部指示灯3。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图2至图3的过程中)，左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14之间的间距看起来越来越小且亮度越来越模糊，而右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24之间由于单侧遮光罩4的影响将消失。
如图3所示，当无人机5逆时针旋转90°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成90°夹角，此时操作者只能看见左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14，而看不见头部指示灯3。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图3至图4的过程中)，左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14之间的间距看起来越来越小且亮度越来越模糊，并且出现头部指示灯3。
如图4所示，当无人机5逆时针旋转135°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成45°夹角，左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14位于同一直线上，因光沿直线传播的原理，所以此时操作者只能看见一个左一光源11，同时操作者还能看见头部指示灯3。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图4至图5的过程中)，左一光源11逐渐模糊，头部指示灯3逐渐清晰，右一光源21逐渐清晰。
如图5所示，当无人机5逆时针旋转180°时，操作者的目视方向正对准无人机机头6，即无人机机头6的方向与操作者的目视方向平行，操作者可以看见左一光源11、头部指示灯3、右一光源21。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图5至图6的过程中)，左一光源11逐渐消失，右一光源21则越来越清晰。
如图6所示，当无人机5逆时针旋转225°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成45°夹角，右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24位于同一直线上，因光沿直线传播的原理，所以此时操作者只能看见一个左一光源11，同时操作者还能看见头部指示灯3。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图6至图7的过程中)，左一光源11、头部指示灯3、右一光源21之间的间距看起来越来越小，右一光源21越来越模糊。
如图7所示，当无人机5逆时针旋转270°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成90°夹角，左一光源11、头部指示灯3、右一光源21位于同一直线上，因光沿直线传播的原理，所以此时操作者只能看见一个右一光源21。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图7至图8的过程中)，右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24之间的间距看起来越来越大且亮度越来越清晰。
如图8所示，当无人机5逆时针旋转315°时，无人机机头6的方向与操作者的目视方向成45°夹角，左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14位于同一直线上，因光沿直线传播的原理，所以此时操作者只能看见一个左四光源14和4个间距最大的右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24。
当无人机继续逆时针旋转45°的过程中(即由图8至图1的过程中)，左侧的光源一一出现，并且左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14之间的间距看起来越来越大且亮度越来越清晰，而右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24之间的间距看起来越来越小且亮度越来越模糊，直到左一光源11、左二光源12、左三光源13和左四光源14以及右一光源21、右二光源22、右三光源23和右四光源24均可见，并且操作者的目视方向正对准无人机5尾部，即无人机机头6的方向与操作者的目视方向平行，此时无人机5恰好逆时针旋转360°。
通过上述描述，操作者可以获知无人机5在空中一周的所有指示情况。例如：如果操作者可以看见8束光源，则此时可以判断出无人机5尾部正对准操作者的目视方向，例如图1所示。如果操作者可以看见4束常亮绿色光源，则此时可以判断出无人机5右侧正对准操作者的目视方向，例如图8所示。如果操作者可以看见4束常亮红色光源，则可以判断出无人机5左侧正对准操作者的目视方向，例如图2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，包括：
固定在无人机(5)左侧的尾部左侧灯带(1)；
固定在无人机(5)右侧且与尾部左侧灯带(1)相连的尾部右侧灯带(2)，无人机(5)尾部对准尾部左侧灯带(1)与尾部右侧灯带(2)的连接处，所述尾部左侧灯带(1)与尾部右侧灯带(2)结构尺寸相同，所述尾部左侧灯带(1)与尾部右侧灯带(2)成90°夹角；
固定在无人机(5)上的头部指示灯(3)，所述头部指示灯(3)位于由尾部左侧灯带(1)和尾部右侧灯带(2)组成的等腰直角三角形斜边中点处；
设置在尾部左侧灯带(1)上的至少三个光源，这些光源等间距分布且参数相同；
设置在尾部右侧灯带(2)上的至少三个光源，这些光源等间距分布且参数相同，所述尾部左侧灯带(1)上的光源与尾部右侧灯带(2)上的光源除了颜色不同外，其他参数均相同，所述尾部左侧灯带(1)上光源数量与尾部右侧灯带(2)上光源数量相同；
一一对应固定在光源上的单侧遮光罩(4)，尾部左侧灯带(1)上光源的单侧遮光罩(4)用于使操作者在无人机(5)右侧时看不见左侧光源，尾部右侧灯带(2)上光源的单侧遮光罩(4)用于使操作者在无人机(5)左侧时看不见右侧光源。
2.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述头部指示灯(3)为白色的180度贴片快闪灯，按照一定频率闪烁。
3.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述尾部左侧灯带(1)和尾部右侧灯带(2)均采用塑料制成。
4.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述尾部左侧灯带(1)与尾部右侧灯带(2)采用机械一体化加工成型或者采用粘接方式进行固定。
5.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述尾部左侧灯带(1)上光源的数量为3个、4个或5个。
6.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，还包括固定在无人机(5)尾部的电源模块，所述电源模块分别与尾部左侧灯带(1)上的光源和尾部右侧灯带(2)上的光源相连，通过电源模块为这些光源供电。
7.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述尾部左侧灯带(1)上的光源与尾部右侧灯带(2)上的光源均与无人机(5)内部的供电系统相连，通过供电系统为这些光源供电。
8.根据权利要求1所述的无人机昼夜航向姿态指示系统，其特征在于，所述尾部左侧灯带(1)最边缘的光源上安装的单侧遮光罩(4)为180度单侧遮光罩，同时，所述尾部右侧灯带(2)最边缘的光源上安装的单侧遮光罩(4)为180度单侧遮光罩；
当操作者目视方向正对准无人机(5)尾部时，可见左侧和右侧全部光源；当操作者目视方向正对准无人机(5)左侧时，可见左侧的所有光源；当操作者目视方向正对准无人机(5)右侧时，可见右侧所有光源；当操作者目视方向正对准无人机机头(6)时，可见左侧最边缘的光源、头部指示灯(3)和右侧最边缘的光源，此时，头部指示灯(3)闪烁，左侧最边缘的和右侧最边缘的光源常亮。
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|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |