CN108255195A - 无人机及无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了无人机及无人机系统，涉及无人机领域，本发明提供的无人机，包括主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块与充气机电性连接；处理模块包括三轴陀螺仪和充气计算模块；三轴陀螺仪，用于通过三轴陀螺仪检测主体支架的垂直加速度；充气计算模块，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。本申请所提供的无人机，能够在无人机快速下降的时候对充气气垫进行充气，如此，则可以减轻无人机落地时的冲击力，降低无人机的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及无人机及无人机系统。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”(“UAV”)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便等优点。
随着无人机技术的不断发展，无人机广泛应用于植保领域、航测、航拍领域，对无人机的控制通常通过遥控器获取用户无人机的控制操作并生成相应的无人机控制指令，然后通过无线信号传输的方式将控制指令发送至无人机，以控制无人机执行相应的动作。现有技术中，还存在通过体感传感器控制无人机的方法，即体感传感器采集无人机控制者的手势或动作，并生成相应的无人机控制指令，然后通过无线信号传输的方式将控制指令发送至无人机，以控制无人机执行相应的动作。
本申请发明人发现现有的无人机技术的自动化程度不够高。
发明内容
本发明的目的在于提供无人机及无人机系统。
本发明提供了一种无人机，包括：
主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块与充气机电性连接；
处理模块包括三轴陀螺仪和充气计算模块；
三轴陀螺仪，用于通过三轴陀螺仪检测主体支架的垂直加速度；
充气计算模块，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。
优选的，气球悬挂部包括连接件和气球，连接件的两端分别与气球和主体支架相连接；气球中设置有氢气或氮气或空气。
优选的，还包括设置在主体支架中的充气气罐，充气气罐内部设置有压缩氢气或压缩氮气，充气气罐的出气口与气球的进气口相连通；充气计算模块与充气气罐电性连接；
充气计算模块，还用于在无人机进入到悬停状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
优选的，连接件为柔性连接件。
优选的，连接件是刚性连接件。
优选的，充气计算模块，还用于在无人机进入到飞行状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
优选的，还包括供电模块，供电模块分别与充气计算模块、螺旋桨、充气气罐电性连接，并用于向充气计算模块、螺旋桨和充气气罐供电；
充气计算模块，还用于检测供电模块的剩余电量，并当剩余电量低于预设阈值，且无人机与目标地点之间的距离大于预设阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体；
以及，充气计算模块，还用于当剩余电量大于预设阈值，且垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
优选的，还包括设置在主体支架中的降落伞包；
充气计算模块，进一步用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动降落伞包打开。
优选的，处理模块还包括：风速测量器，风速测量器与充气计算模块电性连接；
风速测量器，用于检测当前风速，并当风速小于预设阈值时，驱动充气计算模块工作，以及当风速等于预设阈值时，驱动充气计算模块进入休眠状态。
优选的，处理模块还包括第一撞击计算模块和超声波传感器；
超声波传感器，用于朝向指定方向发射超声波，并在接收到返回的超声波后，根据发射的超声波和返回的超声波计算障碍物与无人机之间的距离；
第一撞击计算模块，用于根据障碍物与无人机之间的距离和当前飞行速度计算第一撞击概率，并当第一撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
优选的，处理模块还包括第二撞击计算模块和红外相机；
红外相机，用于朝向指定方向进行拍照，并生成红外图像；
第二撞击计算模块，用于拍摄红外图像的拍摄角度和红外图像中热源的相对位置，计算第二撞击概率，并当第二撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
优选的，处理模块还包括降雨分析模块和湿度传感器；
湿度传感器，用于检测主体支架表面的湿度值；
降雨分析模块，用于通过互联网访问气象网站，以获取到预报降雨概率；并根据湿度值和预报降雨概率计算实际降雨概率，以及当实际降雨概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨进行紧急降落。
优选的，降雨分析模块包括紧急降落单元、卫星定位单元和惯性定位单元；
紧急降落单元，用于通过卫星定位单元分别获取北斗定位信号和GPS定位信号，以及通过惯性定位单元获取惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算当前位置；以及根据当前位置查询最近的降落地点，并通过驱动螺旋桨朝向最近的降落地点飞行。
优选的，处理模块包括监控模块，监控模块用于按照如下方式工作：
监控模块获取数码相机所拍摄得到的RGB照片，以及获取红外相机所拍摄到的红外照片；
监控模块与接收端分别建立第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道；
监控模块从多个RGB照片中选择多个关键帧图像；
监控模块将全部关键帧图像打包形成第一数据包，以及将第一数据包保存在本地；
监控模块将将多张红外照片打包形成第二数据包，以及将第二数据包保存在本地；
监控模块分别检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；
若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均超过预定阈值，则监控模块用于根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率；监控模块根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的RGB图像的分辨率；监控模块将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，以及将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送。
优选的，若第一通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第二通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块用于根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的红外图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第二数据包中的红外图像进行加密，并将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送，并当接收到针对第二数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据备用通信传输的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率，并通过备用通信通道向接收端发送第一数据包。
优选的，若第二通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第一通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块用于根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的RGB图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第一数据包中的RGB图像进行加密，并将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，并当接收到针对第一数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据通过备用通信通道向接收端发送第二数据包。
优选的，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
优选的，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；若在预定时间内未接收到针对告警信息的反馈信息，则朝向最近的降落地点飞行。
优选的，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则通过录音器对当前环境进行录音，并将录音得到的录音数据保存在第一数据包或第二数据包中，并在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
优选的，处理模块还包括定位模块，定位模块包括粗定位单元和RFID定位单元；
粗定位单元，用于分别获取北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算无人机位置，以及根据无人机位置和监控目标位置确定飞行路线，并根据飞行路线驱动螺旋桨工作；
RFID定位单元，用于当无人机位置和监控目标位置之间的距离小于预定阈值时，实时通过RFID信号确定无人机与监控目标之间的相对位置，并根据相对位置驱动螺旋桨工作，以使无人机朝向监控目标运动；并当相对位置达到预设要求时，驱动监控模块工作。
优选的，无人机还包括：缓冲支架、长条形的伸缩连杆、周部叶片、中央叶片、吸风叶片和多个喷气筒；主体支架包括由下至上依次层叠设置，且相互连通的第一级框架、第二级框架和第三级框架，第一级框架、第二级框架和第三级框架均呈形状相同的圆柱状，且直径依次增大；第一级框架、第二级框架和第三级框架共轴线；处理模块设置在第三级框架内，中央叶片位于第三级框架的上部，吸风叶片位于第一级框架内部，中央叶片和吸风叶片均分别通过不同的传动轴与驱动模块的输出端电连接；喷气筒的进气口与第三级框架的内部相连通，多个喷气筒环绕在第三级框架的上表面。
优选的，缓冲支架包括多个支撑脚，多个支撑脚均匀分布在第一级框架的下表面，每个支撑脚均呈Z型。支撑脚包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，第一连杆、第二连杆和第三连杆顺序首位相接，以形成Z型。第一连杆的上表面于第一级框架的下表面固定连接；第二连杆的首端与第一连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的首端与第二连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的尾端的侧部设置有平衡支撑翼，第三连杆的下表面均匀的设置有多个支撑触点；
平衡支撑翼为两个，且均呈网状，两个平衡支撑翼分别设置在第三连杆沿长度方向的两侧；在平衡支撑翼的下表面设置有椭球面状的支撑片，支撑片的下表面设置有贴有缓冲垫。支撑触点包括容置凹槽、弹性支撑点和连接容置凹槽内壁和弹性支撑点的弹性支撑件；弹性支撑件一端与弹性支撑点连接，另一端分别通过多个弹性支撑节与容置凹槽的内壁连接。
优选的，第一级框架为铝合金材质。
优选的，第二级框架为不锈钢材质。
优选的，第三级框架为硬化塑料材质。
优选的，弹性支撑点为柔性塑胶材质。
优选的，平衡支撑翼通过复位连接件与第三连杆连接。
本发明还提供了一种无人机系统，包括前述的无人机，还包括：地面站，地面站与无人机远程通讯连接，地面站用于向无人机发送控制信号。
优选的，地面站上设置有避雷针。
本发明实施例提供的无人机，包括主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块与充气机电性连接；处理模块包括三轴陀螺仪和充气计算模块；三轴陀螺仪，用于通过三轴陀螺仪检测主体支架的垂直加速度；充气计算模块，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。本申请所提供的无人机，能够在无人机快速下降的时候对充气气垫进行充气，如此，则可以减轻无人机落地时的冲击力，降低无人机的损伤。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的无人机的处理模块的基本架构图；
图2示出了本发明实施例所提供的无人机的处理模块的第一种优化架构图；
图3示出了本发明实施例所提供的无人机的处理模块的第二种优化架构图；
图4示出了本发明实施例所提供的无人机的处理模块的第三种优化架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，已经出现了多种无人机，也出现了多种对无人机进行控制的技术。目前，无人机控制技术都在朝向自动化、智能化的方向发展。但，本申请发明人发现，目前，无人机的自动化程度仍然较低。
针对目前无人机自动化程度较低的情况，本申请提供了一种改良的无人机，如图1-4所示，该无人机包括：
主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块100，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块100与充气机电性连接；
处理模块100包括三轴陀螺仪101和充气计算模块102；
三轴陀螺仪101，用于通过三轴陀螺仪101检测主体支架的垂直加速度；
充气计算模块102，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。
也就是，本申请所提供的无人机，能够在无人机快速下降的时候对充气气垫进行充气，如此，则可以减轻无人机落地时的冲击力，降低无人机的损伤。同时，本申请所提供的无人机还设置了气球悬挂部，气球悬挂部上可以设置气球，也可以减轻无人机落地时的冲击力。还可以是在气球中充氢气来辅助无人机更便捷在空中悬浮和上升。气球悬挂部可以设置在主体支架的上部。
也就是，本申请所提供的无人机中，气球悬挂部包括连接件和气球，连接件的两端分别与气球和主体支架相连接；气球中设置有氢气或氮气或空气。
为了避免影响无人机的正常飞行，还可以是在需要的时候才对气球进行充气。
也就是，本申请所提供的无人机还包括设置在主体支架中的充气气罐103，充气气罐103内部设置有压缩氢气或压缩氮气，充气气罐103的出气口与气球的进气口相连通；充气计算模块102与充气气罐103电性连接；
充气计算模块102，还用于在无人机进入到悬停状态时驱动充气气罐103向气球中充入充气气罐103内部的气体。
上述方案中主要是在无人机处于悬停的状态下，对气球进行充气，以通过气球来达到帮助无人机在空中悬浮的目的。如果连接件为柔性连接件(如软绳等容易发生形变的材料)，则通常只能够在无人机悬浮的状态下使用充满了氢气或者氮气的气球，这主要是考虑到无人机处于运动的状态时，如果连接件是柔性连接件，则受到惯性的作用，气球和主体之间会发生相对的位移，进而气球容易与螺旋桨发生碰撞，或者是柔性连接件容易与螺旋桨发生碰撞，进而导致气球悬挂部失效，或者是螺旋桨受到损坏，这会导致无人机的损坏。相对应的，如果连接件是刚性连接件(不容易发生形变的材料，如金属管、金属杆)则可以在任何状态下都可以使用气球了。
进而，优选的，连接件为刚性连接件；
充气计算模块102，还用于在无人机进入到飞行状态时驱动充气气罐103向气球中充入充气气罐103内部的气体。
实际操作中，充满氢气或者氮气的气球主要有两个作用，分别减少螺旋桨的转速，降低系统的能耗(主要是在悬停状态和上升状态时)，以及降低无人机在落地时受到撞击损坏的程度(主要是在非正常降落，如坠落时)，因此，气球的具体使用方式可以视具体的使用场景来决定。
即，当电量充足的时候，可以只在无人机坠落的时候对气球进行充气，以降低无人机在落地时受到撞击而损坏的程度。这主要是考虑到即使使用刚性连接件来连接气球，即使气球或连接件不会影响飞行，也可能会导致其他的事故发生，比如气球或连接件会撞击到其他物体(如树或者飞鸟)。进而，本申请所提供的无人机，还包括供电模块，供电模块分别与充气计算模块102、螺旋桨、充气气罐103电性连接，并用于向充气计算模块102、螺旋桨和充气气罐103供电；
充气计算模块102，还用于检测供电模块的剩余电量，并当剩余电量低于预设阈值，且无人机与目标地点之间的距离大于预设阈值时，驱动充气气罐103向气球中充入充气气罐103内部的气体；
以及，充气计算模块102，还用于当剩余电量大于预设阈值，且垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气气罐103向气球中充入充气气罐103内部的气体。
为了进一步降低无人机在落地时受到撞击而损坏的程度，还可以是在无人机坠落，向气球进行充气的同时，打开降落伞。也就是，本申请所提供的无人机中，还包括设置在主体支架中的降落伞包，充气计算模块102，进一步用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动降落伞包打开。
进一步，为了提高飞行的安全性和稳定性，在进行充气的时候，还应当考虑当前的风速，如果风速过大，则不应当对气球进行充气，这主要是考虑到气球充气后的体积增加，无人机整体收到风的阻力会增加，这会导致无人机飞行的不稳定。因此，可以采用先检测风速再决定是否对气球进行充气，进而，本申请所提供的无人机中，处理模块100还包括：风速测量器104，风速测量器104与充气计算模块102电性连接；
风速测量器104，用于检测当前风速，并当风速小于预设阈值时，驱动充气计算模块102工作，以及当风速等于预设阈值时，驱动充气计算模块102进入休眠状态。
上述内容介绍了通过设置气球来提高无人机安全性的方案，本申请所提供的方案还提供了防止无人机在飞行过程中防止其被撞击的方案。
进一步，本申请所提供的无人机中，处理模块100还包括第一撞击计算模块105和超声波传感器106；
超声波传感器106，用于朝向指定方向发射超声波，并在接收到返回的超声波后，根据发射的超声波和返回的超声波计算障碍物与无人机之间的距离；
第一撞击计算模块105，用于根据障碍物与无人机之间的距离和当前飞行速度计算第一撞击概率，并当第一撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
这种通过超声波传感器106进行防撞击的方案可以针对大部分情况使用，但当障碍物的体积过小的时候，则超声波传感器106可能无法准确的识别到障碍物，针对该种情况，本申请所提供的方案还提供了另一种防撞击的策略。
进而，本申请所提供的无人机中，处理模块100还包括第二撞击计算模块和红外相机；
红外相机，用于朝向指定方向进行拍照，并生成红外图像；
第二撞击计算模块，用于拍摄红外图像的拍摄角度和红外图像中热源的相对位置，计算第二撞击概率，并当第二撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
和超声波传感器106相比，红外相机只能够对发出热量的物体进行识别，有一定的局限性，但一定程度上，能够弥补超声波探测器的不足。
除了通过上述方式来提高安全性，无人机还可以通过降雨的情况来自动的进行起飞和降落，进而，本申请所提供的方案中，处理模块100还包括降雨分析模块和湿度传感器；
湿度传感器，用于检测主体支架表面的湿度值；
降雨分析模块，用于通过互联网访问气象网站，以获取到预报降雨概率；并根据湿度值和预报降雨概率计算实际降雨概率，以及当实际降雨概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨进行紧急降落。
可见，本申请所提供的方案中，是否进行紧急降落，是由两方面因素决定的，这两方面因素是实测的湿度值和预报降雨概率，计算过程可以是采用加权计算的方式根据这两方面因素计算得到实际降雨概率。
具体的，下面对降雨分析模块的具体工作机制进行说明，降雨分析模块包括紧急降落单元、卫星定位单元和惯性定位单元；
紧急降落单元，用于通过卫星定位单元分别获取北斗定位信号和GPS定位信号，以及通过惯性定位单元获取惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算当前位置；以及根据当前位置查询最近的降落地点，并通过驱动螺旋桨朝向最近的降落地点飞行。
具体实现时，可以在处理模块100中预存降落地点的坐标，并且按照坐标计算的方式，来确定距离当前位置最近的降落地点。
无人机主要是对指定的区域进行监控，为了保证监控质量，可以在处理模块100中设置专门用来进行监控的监控模块，监控模块用于按照如下方式工作：
监控模块获取数码相机所拍摄得到的RGB照片，以及获取红外相机所拍摄到的红外照片；
监控模块与接收端分别建立第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道；
监控模块从多个RGB照片中选择多个关键帧图像；
监控模块将全部关键帧图像打包形成第一数据包，以及将第一数据包保存在本地；
监控模块将将多张红外照片打包形成第二数据包，以及将第二数据包保存在本地；
监控模块分别检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；
若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均超过预定阈值，则监控模块根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率；监控模块根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的RGB图像的分辨率；监控模块将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，以及将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送；
若第一通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第二通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的红外图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第二数据包中的红外图像进行加密，并将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送，并当接收到针对第二数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据备用通信传输的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率，并通过备用通信通道向接收端发送第一数据包；
若第二通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第一通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的RGB图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第一数据包中的RGB图像进行加密，并将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，并当接收到针对第一数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据通过备用通信通道向接收端发送第二数据包；
若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
采用此种方式，能够分别通过不同的通道向接收端发送图像，接收端在接收到红外图像和RGB图像后，能够更为全面的了解监控的情况。具体发送的时候有四种情况，只有当第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均超过预定阈值才正常发送，否则就采用其他三种策略发送这两个数据包。上述方案中，优选使用AVB技术作为传输技术。
在上述方案的基础上，还可以进一步进行改进，比如，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则朝向最近的降落地点飞行；或者是，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则通过录音器对当前环境进行录音，并将录音得到的录音数据保存在第一数据包或第二数据包中，并在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
一般情况下，无人机还需要对指定的目标进行监控，因此，无人机在进行悬浮监控之前，需要识别出是否达到目标位置。为了帮助判断是否达到了目标位置，可以通过在目标上设置RFID芯片，并由无人机发出识别信号来进行判断，以确定是否到达了目标位置。具体的，处理模块100还包括定位模块，定位模块包括粗定位单元和RFID定位单元；
粗定位单元，用于分别获取北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算无人机位置，以及根据无人机位置和监控目标位置确定飞行路线，并根据飞行路线驱动螺旋桨工作；
RFID定位单元，用于当无人机位置和监控目标位置之间的距离小于预定阈值时，实时通过RFID信号确定无人机与监控目标之间的相对位置，并根据相对位置驱动螺旋桨工作，以使无人机朝向监控目标运动；并当相对位置达到预设要求时，驱动监控模块工作。
优选的，处理模块包括自动充电模块；
自动充电模块，用于检测供电模块的剩余电量，并当剩余电量低于预设阈值时，驱动无人机朝向无线充电桩飞行，并通过无线充电桩对供电模块进行充电。
本申请所提供的无人机还包括：缓冲支架、长条形的伸缩连杆、周部叶片、中央叶片、吸风叶片和多个喷气筒；主体支架包括由下至上依次层叠设置，且相互连通的第一级框架、第二级框架和第三级框架，第一级框架、第二级框架和第三级框架均呈形状相同的圆柱状，且直径依次增大；第一级框架、第二级框架和第三级框架共轴线；处理模块100设置在第三级框架内，中央叶片位于第三级框架的上部，吸风叶片位于第一级框架内部，中央叶片和吸风叶片均分别通过不同的传动轴与驱动模块的输出端电连接；喷气筒的进气口与第三级框架的内部相连通，多个喷气筒环绕在第三级框架的上表面；
缓冲支架包括多个支撑脚，多个支撑脚均匀分布在第一级框架的下表面，每个支撑脚均呈Z型。支撑脚包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，第一连杆、第二连杆和第三连杆顺序首位相接，以形成Z型。第一连杆的上表面于第一级框架的下表面固定连接；第二连杆的首端与第一连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的首端与第二连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的尾端的侧部设置有平衡支撑翼，第三连杆的下表面均匀的设置有多个支撑触点。平衡支撑翼为两个，且均呈网状，两个平衡支撑翼分别设置在第三连杆沿长度方向的两侧；在平衡支撑翼的下表面设置有椭球面状的支撑片，支撑片的下表面设置有贴有缓冲垫。支撑触点包括容置凹槽、弹性支撑点和连接容置凹槽内壁和弹性支撑点的弹性支撑件；弹性支撑件一端与弹性支撑点连接，另一端分别通过多个弹性支撑节与容置凹槽的内壁连接。
通过设置支撑触点和平衡支撑翼，使得无人机在降落的时候或坠落的时候能够减轻下落的力度，进而更好的保证无人机的稳定和完整。
优选的，第一级框架为铝合金材质。
优选的，第二级框架为不锈钢材质。
优选的，第三级框架为硬化塑料材质。
优选的，弹性支撑点为柔性塑胶材质。
优选的，平衡支撑翼通过复位连接件与第三连杆连接。
本申请还提供了无人机系统，无人机系统包括上述方案中的无人机，还包括：地面站，地面站与无人机远程通讯连接，地面站用于向无人机发送控制信号。
优选的，地面站上设置有避雷针。
本申请公开了A无人机，包括：
主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块与充气机电性连接；
处理模块包括三轴陀螺仪和充气计算模块；
三轴陀螺仪，用于通过三轴陀螺仪检测主体支架的垂直加速度；
充气计算模块，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。
A2.根据A1所述的无人机，气球悬挂部包括连接件和气球，连接件的两端分别与气球和主体支架相连接；气球中有氢气或氮气。
A3.根据A2所述的无人机，气球中有空气。
A4.根据A3所述的无人机，，还包括设置在主体支架中的充气气罐，充气气罐内部设置有压缩氢气或压缩氮气，充气气罐的出气口与气球的进气口相连通；充气计算模块与充气气罐电性连接；
充气计算模块，还用于在无人机进入到悬停状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
A5.根据A4所述的无人机，连接件为柔性连接件。
A6.根据A4所述的无人机，连接件是刚性连接件。
A7.根据A4所述的无人机，充气计算模块，还用于在无人机进入到飞行状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
A8.根据A7所述的无人机，，还包括供电模块，供电模块分别与充气计算模块、螺旋桨、充气气罐电性连接，并用于向充气计算模块、螺旋桨和充气气罐供电；
充气计算模块，还用于检测供电模块的剩余电量，并当剩余电量低于预设阈值，且无人机与目标地点之间的距离大于预设阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体；
以及，充气计算模块，还用于当剩余电量大于预设阈值，且垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
A9.根据A8所述的无人机，，还包括设置在主体支架中的降落伞包；
充气计算模块，进一步用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动降落伞包打开。
A10.根据A9所述的无人机，，处理模块还包括：风速测量器，风速测量器与充气计算模块电性连接；
风速测量器，用于检测当前风速，并当风速小于预设阈值时，驱动充气计算模块工作，以及当风速等于预设阈值时，驱动充气计算模块进入休眠状态。
A11.根据A10所述的无人机，，处理模块还包括第一撞击计算模块和超声波传感器；
所述超声波传感器，用于朝向指定方向发射超声波，并在接收到返回的超声波后，根据发射的超声波和返回的超声波计算障碍物与无人机之间的距离；
第一撞击计算模块，用于根据障碍物与无人机之间的距离和当前飞行速度计算第一撞击概率，并当第一撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
A12.根据A11所述的无人机，，处理模块还包括第二撞击计算模块和红外相机；
所述红外相机，用于朝向指定方向进行拍照，并生成红外图像；
第二撞击计算模块，用于拍摄红外图像的拍摄角度和红外图像中热源的相对位置，计算第二撞击概率，并当第二撞击概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨调整飞行方向。
A13.根据A12所述的无人机，，处理模块还包括降雨分析模块和湿度传感器；
湿度传感器，用于检测主体支架表面的湿度值；
降雨分析模块，用于通过互联网访问气象网站，以获取到预报降雨概率；并根据湿度值和预报降雨概率计算实际降雨概率，以及当实际降雨概率超过预设阈值时，通过驱动螺旋桨进行紧急降落。
A14.根据A13所述的无人机，，降雨分析模块包括紧急降落单元、卫星定位单元和惯性定位单元；
紧急降落单元，用于通过卫星定位单元分别获取北斗定位信号和GPS定位信号，以及通过惯性定位单元获取惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算当前位置；以及根据当前位置查询最近的降落地点，并通过驱动螺旋桨朝向最近的降落地点飞行。
A15.根据A14所述的无人机，，处理模块包括监控模块，监控模块用于按照如下方式工作：
监控模块获取数码相机所拍摄得到的RGB照片，以及获取红外相机所拍摄到的红外照片；
监控模块与接收端分别建立第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道；
监控模块从多个RGB照片中选择多个关键帧图像；
监控模块将全部所述关键帧图像打包形成第一数据包，以及将所述第一数据包保存在本地；
监控模块将将多张红外照片打包形成第二数据包，以及将所述第二数据包保存在本地；
监控模块分别检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；
若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均超过预定阈值，则监控模块用于根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率；监控模块根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的RGB图像的分辨率；监控模块将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，以及将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送。
A16.根据A15所述的无人机，，若第一通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第二通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块用于根据第二通信通道的实际网速值调整第二数据包中的红外图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第二数据包中的红外图像进行加密，并将第二数据包通过第二通信通道向接收端发送，并当接收到针对第二数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据备用通信传输的实际网速值调整第一数据包中的关键帧图像的分辨率，并通过备用通信通道向接收端发送第一数据包。
A17.根据A16所述的无人机，，若第二通信通道的实际网速值未超过预定阈值，第一通信通道的实际网速值超过预定阈值，且备用传输通道的实际网速值超过预定阈值，则监控模块用于根据第一通信通道的实际网速值调整第一数据包中的RGB图像的分辨率，并使用临时生成的时间密文对第一数据包中的RGB图像进行加密，并将第一数据包通过第一通信通道向接收端发送，并当接收到针对第一数据包的反馈信息后，对反馈信息进行验证，若验证通过，则，根据通过备用通信通道向接收端发送第二数据包。
A18.根据A17所述的无人机，，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
A19.根据A18所述的无人机，，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；若在预定时间内未接收到针对告警信息的反馈信息，则朝向最近的降落地点飞行。
A20.根据A18所述的无人机，，若第一通信通道和第二通信通道的实际网速值均未超过预定阈值，则监控模块用于通过备用通信通道向接收端发送告警信息，若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值；若在预定时间内接收到针对告警信息的反馈信息，则通过录音器对当前环境进行录音，并将录音得到的录音数据保存在第一数据包或第二数据包中，并在预定时间后重新执行步骤检测当前第一通信通道、第二通信通道和备用传输通道的实际网速值。
A21.根据A18所述的无人机，，处理模块还包括定位模块，定位模块包括粗定位单元和RFID定位单元；
粗定位单元，用于分别获取北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号；并根据北斗定位信号、GPS定位信号和惯性定位信号计算无人机位置，以及根据无人机位置和监控目标位置确定飞行路线，并根据飞行路线驱动螺旋桨工作；
RFID定位单元，用于当无人机位置和监控目标位置之间的距离小于预定阈值时，实时通过RFID信号确定无人机与监控目标之间的相对位置，并根据相对位置驱动螺旋桨工作，以使无人机朝向监控目标运动；并当相对位置达到预设要求时，驱动监控模块工作。
A22.根据A18所述的无人机，，无人机还包括：缓冲支架、长条形的伸缩连杆、周部叶片、中央叶片、吸风叶片和多个喷气筒；所述主体支架包括由下至上依次层叠设置，且相互连通的第一级框架、第二级框架和第三级框架，所述第一级框架、第二级框架和第三级框架均呈形状相同的圆柱状，且直径依次增大；所述第一级框架、第二级框架和第三级框架共轴线；所述处理模块设置在所述第三级框架内，所述中央叶片位于所述第三级框架的上部，所述吸风叶片位于所述第一级框架内部，所述中央叶片和所述吸风叶片均分别通过不同的传动轴与所述驱动模块的输出端电连接；所述喷气筒的进气口与所述第三级框架的内部相连通，多个所述喷气筒环绕在所述第三级框架的上表面。
A23.根据A22所述的无人机，，所述缓冲支架包括多个支撑脚，多个支撑脚均匀分布在第一级框架的下表面，每个支撑脚均呈Z型。支撑脚包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，第一连杆、第二连杆和第三连杆顺序首位相接，以形成Z型。第一连杆的上表面于第一级框架的下表面固定连接；第二连杆的首端与第一连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的首端与第二连杆的尾端通过复位连接件连接；第三连杆的尾端的侧部设置有平衡支撑翼，所述第三连杆的下表面均匀的设置有多个支撑触点；
平衡支撑翼为两个，且均呈网状，两个平衡支撑翼分别设置在第三连杆沿长度方向的两侧；在平衡支撑翼的下表面设置有椭球面状的支撑片，所述支撑片的下表面设置有贴有缓冲垫。所述支撑触点包括容置凹槽、弹性支撑点和连接容置凹槽内壁和弹性支撑点的弹性支撑件；弹性支撑件一端与弹性支撑点连接，另一端分别通过多个弹性支撑节与容置凹槽的内壁连接。
A24.根据A22所述的无人机，，
第一级框架为铝合金材质。
A25.根据A22所述的无人机，，
第二级框架为不锈钢材质。
A26.根据A22所述的无人机，，
第三级框架为硬化塑料材质。
A27.根据A23所述的无人机，，
弹性支撑点为柔性塑胶材质。
A28.根据A23所述的无人机，，
平衡支撑翼通过复位连接件与第三连杆连接。
本发明还提供了B1.一种无人机系统，，包括如A1-A28任一项所述的无人机，还包括：地面站，地面站与无人机远程通讯连接，地面站用于向无人机发送控制信号。
B2.根据B1所述的无人机系统，，地面站上设置有避雷针。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无人机，其特征在于，包括：
主体支架，设置在主体支架上的多个螺旋桨，设置在主体支架下部的支撑架，设置在主体支架内部的处理模块，设置在支撑架周部的充气机和充气气垫，以及设置在主体支架上部的气球悬挂部；处理模块与充气机电性连接；
处理模块包括三轴陀螺仪和充气计算模块；
三轴陀螺仪，用于通过三轴陀螺仪检测主体支架的垂直加速度；
充气计算模块，用于当垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气机对充气气垫进行充气。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，气球悬挂部包括连接件和气球，连接件的两端分别与气球和主体支架相连接；气球中有氢气或氮气。
3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，气球中有空气。
4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，还包括设置在主体支架中的充气气罐，充气气罐内部设置有压缩氢气或压缩氮气，充气气罐的出气口与气球的进气口相连通；充气计算模块与充气气罐电性连接；
充气计算模块，还用于在无人机进入到悬停状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，连接件为柔性连接件。
6.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，连接件是刚性连接件。
7.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，充气计算模块，还用于在无人机进入到飞行状态时驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，还包括供电模块，供电模块分别与充气计算模块、螺旋桨、充气气罐电性连接，并用于向充气计算模块、螺旋桨和充气气罐供电；
充气计算模块，还用于检测供电模块的剩余电量，并当剩余电量低于预设阈值，且无人机与目标地点之间的距离大于预设阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体；
以及，充气计算模块，还用于当剩余电量大于预设阈值，且垂直加速度超过预定阈值时，驱动充气气罐向气球中充入充气气罐内部的气体。
9.一种无人机系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的无人机，还包括：地面站，地面站与无人机远程通讯连接，地面站用于向无人机发送控制信号。
10.根据权利要求9所述的无人机系统，其特征在于，地面站上设置有避雷针。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109164475A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-08 | 大连大学 | 基于北斗gps定位系统的集装箱监控方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| CN108255195B (zh) | 2019-03-05 |
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Denomination of invention: Unmanned plane-based chemical spraying method, unmanned plane and unmanned plane system Effective date of registration: 20200521 Granted publication date: 20190305 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: NATIONSKY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020990000502 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190305 Termination date: 20220119 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |