CN106527489A - 照明型无人机、实现方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明型无人机、实现方法和系统，属于无人机领域。所述的系统包括：导航单元，用于定位位置并对路径进行导航；照明单元，对导航单元的导航路径进行照明；控制单元，用于控制无人机的飞行状态。该照明型无人机根据指令，能够在飞行状态下进行空中照明。

Description

照明型无人机、实现方法和系统
技术领域
本发明属于无人机领域。
背景技术
作为优选而非限定，无人飞行载具或无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是指通过遥控或者自动驾驶技术，进行特定任务的飞行载具。与传统飞机相比较，具有操作成本低、运用弹性大及支持装备少等特性。无人机起初应用于军事上，目前军事上使用的战术无人机具有至少20小时的飞行时间，视乎任务而定，升限至少达到5,486.4公尺。
由于无人机对环境的适应性高，可执行各种有人机所难以做到的任务，因此近年来各界致力于发展无人机，除了军事领域外，民间也开始使用无人机进行科学观测、防/救灾、货物运输及商用空中摄影等用途。无人机包含近距离无人机以及短距离无人机，近距离无人机可搭载5公斤以下负重并于低空飞行5公里距离，而短距离无人机的飞行距离则增加至20公里。以上两种无人机常被称小型无人机(small-UAVs)或迷你无人机(mini-UAVs)，而更小的微型无人机(Micro Aerial Vehicle,MAV)则指翼展0.5公尺以下且飞行距离最多2公里的无人机。在现有技术中，可跟随于个人身旁或身后，并可随时对目标物进行摄影的微型无人机也已面世。
由于无人机越来越普及，并且应用层面越来越广，无人机的微型化需求也越来越高。
正是由于无人机具有以上功能，所以能够用于户外活动的空中照明和导航，对在夜晚特别是路径比较复杂的情况下的行走能够起到很大的帮助。
发明内容
本发明提供了一种照明型无人机的实现方法，以及对应的无人机和系统。该照明型无人机根据指令，能够在飞行状态下根据导航指定的路径进行空中照明。
一种照明型无人机的实现方法，用于在无人机飞行状态下对路面进行照明，所述方法包括以下步骤：
(a)启动无人机使所述无人机处于飞行状态；
(b)启动所述无人机的导航系统；
(c)启动所述无人机的照明系统；
(d)根据所述无人机的导航路径对地面进行照明。
进一步，所述导航模式采用预测模式进行导航，所述预测模式包括根据所述当前位置预测下一步的位置。
进一步，所述预测位置的方法是根据行进方向和行进速度来预测。
进一步，所述照明系统从不同方向对地面进行照明。
进一步，步骤(d)包括：
(d1)导航指示出可行的路径；
(d2)照明系统对导航指示的可行路径进行照明。
本发明还提供了一种照明型无人机系统，该系统包括：
导航单元，用于定位位置并对路径进行导航；
照明单元，对导航单元的导航路径进行照明；
控制单元，用于控制无人机的飞行状态。
进一步，还包括雷达单元，所述雷达单元用于探测前方障碍物，所述雷达单元与控制单元之间能够实现数据的传输，所述控制单元根据雷达传输的数据来自动躲避障碍物。
进一步，所述照明单元包括：
散射单元，用于地面的大范围照射；
聚光单元，用于对特定目标的聚光照射；
追踪单元，用于对特定目标的追踪照射。
进一步，所述照明单元的数量至少为两个，用于从不同的方向对地面进行照射。
本发明还提供一种照明型无人机，包括实现无人机功能的基本结构，还包括：
导航装置，用于定位位置并对路径进行导航；
照明装置，所述导航装置和所述照明装置之间能够实现数据的传送，所述照明装置根据导航装置传输过来的数据对路径进行照明；
控制装置，用于根据指令控制无人机的飞行状况。
进一步，所述导航装置包括如下装置：
预测装置，用以预测行进方向和行进位置；
纠正装置，用以对预测装置的预测结果进行纠正。
进一步，所述预测装置根据行进方向和行进速度进行预测。
进一步，所述纠正装置采用GPS全球定位系统，通过所述控制装置对所述预测装置的预测结果进行纠正。
进一步，所述导航装置按照最短路径进行导航。
进一步，所述最短路径为行走距离最短和/或行走用时最短的路径。
进一步，所述照明装置包括：
散射单元，用于地面的大范围照射；
聚光单元，用于对特定目标的聚光照射；
追踪单元，用于对特定目标的追踪照射。
进一步，所述照明装置的数量至少为两个，用于从不同的方向对地面进行照射。
进一步，所述无人机的类型为无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机其中的一种。
利用本发明，能够通过照明型无人机，更为便利地在飞行状态下进行空中照明。
附图说明
图1为本发明照明型无人机的实现方法的流程示意图。
图2为本发明照明型无人机的系统示意图。
图3为本发明照明型无人机的装置示意图。
图4为本发明照明型无人机的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供共享车辆及其停靠位置指示方法、客户端及系统作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，图1为本发明照明型无人机的实现方法流程图，包括如下步骤：S1使所述无人机处于飞行状态；S2启动所述无人机的导航系统；S3启动所述无人机的照明系统；S4根据所述无人机的导航路径对地面进行照明。在本具体实施例中，所述无人机的控制系统能够与地面遥控系统实现数据的传输，地面遥控系统发出指令后，通过所述控制系统控制所述无人机的飞行状况。无人机飞行前需要检查无人机电量是否充足，然后检查无人机周边环境是否适合飞行，如果电量充足并且周边环境也适合无人机飞行，那么就可以启动无人机，使得无人机处于飞行状态。作为优选而非限定，无人机配有导航系统，可以通过GPS全球定位系统进行定位，并沿着导航的路径自动巡航。导航的结果会默认沿着最短路径走，最短路径指的是行走距离最短或者行走时间最短或者行走距离和行走时间都最短的路径。有些地方特别是山区GPS信号较弱，无法保证导航结果的精确性。作为优选而非限定，所述无人机可以采用预测模式来定位并导航，所述预测模式指的是无人机按照行进方向和行进速度来预测下一步的位置。当无人机进入GPS信号较强的区域时，启动所述无人机的纠正模式，纠正预测模式的预测结果，如果预测模式的预测结果与实际位置毫无偏差，则不需要纠正；如果预测结果与实际位置不一样，则纠正为实际位置。
作为优选而非限定，当无人机处于飞行状态时，启动所述无人机的雷达系统，雷达系统通过发射超声波能够预测前方是否有障碍物，如果前方有障碍物，雷达系统就会把探测数据传输到控制系统，控制系统通过雷达系统传输过来的数据控制飞机的飞行，从而躲避障碍物。
作为优选而非限定，在无人机根据导航路径对地面进行照明的过程中，从两个以上的方向对地面进行照射，这样可以避免障碍物遮挡光线导致地面出现阴影。
如图2所示，图2为本发明的照明型无人机的系统图。实现这种无人机照明方法的照明系统，包括以下单元：导航单元，用于定位位置并对路径进行导航；照明单元，对导航单元的导航路径进行照明；控制单元，用于控制无人机的飞行状态。作为优选而非限定，导航单元包括预测单元和纠正单元，预测单元用于对位置的预测，预测依据行进速度和行进方向。作为优选而非限定，纠正单元采用的是GPS全球定位系统，当无人机进入GPS信号较强的区域时，纠正单元可以对预测单元的预测结果进行纠正，如果预测单元的预测位置与实际位置一致，则不需要纠正单元纠正；作为优选而非限定，如果预测单元的预测位置与实际位置不一致，则需要纠正单元来纠正为实际位置。
作为优选而非限定，所述无人机照明系统还包括遥控单元，所述遥控单元能够与控制单元之间实现数据的传输，所述控制单元通过遥控单元的指令来控制飞机的飞行状况。
作为优选而非限定，所述无人机照明系统还包括雷达单元，雷达单元用于预测前方是否有障碍物，所述雷达单元与控制单元之间能够实现数据的传输，当所述无人机前方有障碍物时，控制单元能够根据雷达单元传输过来的数据来自动躲避障碍物。
作为优选而非限定，所述导航系统按照最短路径进行导航，所述最短路径指的是行走距离最短或行走时间最短或行走距离和行走时间都最短的路径。
作为优选而非限定，所述照明单元包括散射单元，用于地面的大范围照射；聚光单元，用于对特定目标的聚光照射；追踪单元，用于对特定目标的追踪照射。而且照明单元至少为两个，分别位于所述无人机的不同的位置，从而能够从两个或多个不同的方向对路面进行照明，避免了障碍物遮挡光线从而在路面上产生阴影的情况。所述照明单元的照明部分采用的是LED灯。
作为优选而非限定，所述无人机能够按照导航单元的导航数据自动巡航，起始位置和终点位置可以通过遥控单元来设定。
如图3所示，图3为本发明照明型无人机的示意图。作为优选而非限定，这种无人机除了包括能够实现无人机功能的基本结构，还包括以下装置，导航装置，用于定位位置并对路径进行导航；照明装置，所述导航装置和所述照明装置之间能够实现数据的传送，所述照明装置根据导航装置传输过来的数据对路径进行照明；控制装置，用于根据指令控制无人机的飞行状况。所述导航装置包括如下装置，预测装置，用以预测行进方向和行进位置；纠正装置，用以对预测装置的预测结果进行纠正。作为优选而非限定，预测装置用于对位置进行预测，预测装置根据行进方向和行进速度对位置就行预测，并根据预测结果对路径进行导航，
作为优选而非限定，纠正装置用于对预测装置的预测结果进行纠正，纠正装置用的是GPS全球定位导航系统，当无人机飞行至GPS信号较好的区域时，纠正装置就会对预测装置的预测结果进行纠正，如果预测装置的预测结果与实际位置不一致，就会把预测位置纠正为实际位置；如果预测位置和实际位置一致，则不需要对预测位置进行纠正。
作为优选而非限定，导航装置默认以最短路径进行导航，最短路径指的是行进距离最短或行进时间最短或行进距离和行进时间都最短的路径。
作为优选而非限定，所述照明单元包括散射单元、聚光单元和追踪单元，所述散射单元用于对地面进行大范围照射，使得视野更加开阔；聚光单元用于对特定目标进行照射，使得对个别物体更加清晰；追踪单元用于对特定目标的追踪照射。所述照明装置至少为两个，分别位于所述无人机的不同部位，用于从两个或多个不同的方向对地面进行照射，从而克服了由于障碍物的遮挡给地面造成的阴影。所述照明装置采用LED灯进行照射。
作为优选而非限定，所述无人机还包括遥控装置，所述遥控装置与所述控制装置能够实现数据的传输，从而通过控制装置控制所述无人机的飞行状况。
作为优选而非限定，所述无人机不仅仅包括无人直升机，还包括无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机。只要是用于在运动状态下进行空中照明的装置，都应在本发明的保护范围之内。
如图4所示，图4为本发明照明型无人机的结构示意图。图中装置分别为无人机本体1、螺旋桨2、机尾3、照明装置4、落地装置5。通过图4，能看到照明装置4的安装位置，作为优选而非限定，本实施例中画出两个照明装置，具有两个以上的多个照明装置的照明型无人机也在本发明的保护范围之内。除了照明装置4和实现无人机飞行功能的基本结构，其它结构图中未画出。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出或讨论的顺序来执行功能。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (18)

1.一种照明型无人机的实现方法，用于在无人机飞行状态下对路面进行照明，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
(a)启动无人机使所述无人机处于飞行状态；
(b)启动所述无人机的导航系统；
(c)启动所述无人机的照明系统；
(d)根据所述无人机的导航路径对地面进行照明。
2.根据权利要求1所述的照明型无人机的实现方法，其特征在于：所述导航模式采用预测模式进行导航，所述预测模式包括根据所述当前位置预测下一步的位置。
3.根据权利要求1所述的照明型无人机的实现方法，其特征在于：所述预测位置的方法是根据行进方向和行进速度来预测。
4.根据权利要求1所述的照明型无人机的实现方法，其特征在于：所述照明系统从不同方向对地面进行照明。
5.根据权利要求1所述的照明型无人机的实现方法，其特征在于：步骤(d)包括，
(d1)导航指示出可行的路径；
(d2)照明系统对导航指示的可行路径进行照明。
6.一种照明型无人机系统，其特征在于：该系统包括，
导航单元，用于定位位置并对路径进行导航；
照明单元，对导航单元的导航路径进行照明；
控制单元，用于控制无人机的飞行状态。
7.根据权利要求6所述的一种照明型无人机系统，其特征在于：还包括雷达单元，所述雷达单元用于探测前方障碍物，所述雷达单元与控制单元之间能够实现数据的传输，所述控制单元根据雷达传输的数据来自动躲避障碍物。
8.根据权利要求6所述的一种照明型无人机系统，其特征在于：所述照明单元包括，
散射单元，用于地面的大范围照射；
聚光单元，用于对特定目标的聚光照射；
追踪单元，用于对特定目标的追踪照射。
9.根据权利要求6所述的一种照明型无人机系统，其特征在于：所述照明单元的数量至少为两个，用于从不同的方向对地面进行照射。
10.一种照明型无人机，包括实现无人机功能的基本结构，其特征在于：该无人机包括，
导航装置，用于定位位置并对路径进行导航；
照明装置，所述导航装置和所述照明装置之间能够实现数据的传送，所述照明装置根据导航装置传输过来的数据对路径进行照明；
控制装置，用于根据指令控制无人机的飞行状况。
11.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述导航装置包括，
预测装置，用以预测行进方向和行进位置；
纠正装置，用以对预测装置的预测结果进行纠正。
12.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述预测装置根据行进方向和行进速度进行预测。
13.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述纠正装置采用全球定位系统，通过所述控制装置对所述预测装置的预测结果进行纠正。
14.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述导航装置按照最短路径进行导航。
15.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述最短路径为行走距离最短和/或行走用时最短的路径。
16.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述照明装置包括，
散射单元，用于地面的大范围照射；
聚光单元，用于对特定目标的聚光照射；
追踪单元，用于对特定目标的追踪照射。
17.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述照明装置的数量至少为两个，用于从不同的方向对地面进行照射。
18.根据权利要求10所述的一种照明型无人机，其特征在于：所述无人机的类型为无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机其中的一种。
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