CN108502173A - 一种实时高精度天气检测系统的机器人 - Google Patents

一种实时高精度天气检测系统的机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN108502173A
CN108502173A CN201810205508.3A CN201810205508A CN108502173A CN 108502173 A CN108502173 A CN 108502173A CN 201810205508 A CN201810205508 A CN 201810205508A CN 108502173 A CN108502173 A CN 108502173A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection module
robot
real
time high
electromagnetic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810205508.3A
Other languages
English (en)
Inventor
史宇清
朱跃龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN201810205508.3A priority Critical patent/CN108502173A/zh
Publication of CN108502173A publication Critical patent/CN108502173A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/867—Combination of radar systems with cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • G01S13/953—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use mounted on aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/35—UAVs specially adapted for particular uses or applications for science, e.g. meteorology
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明公开了一种实时高精度天气检测系统的机器人，包括机体，所述机体顶端设置有封盖，所述机体边缘四周等分设有六个机臂，所述机臂包括机臂结构和延伸臂，所述延伸臂末端设有安装机座，所述安装机座上方设有电机，所述电机上设置有多旋翼；所述机器人本体内部设有普通视频检测模块；红外线检测模块；音频检测模块以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的高空气进行检测。本发明通过视频、音频、红外、电磁和相关图像/影响相结合的方式生动形象地反应出天气情况和天气信息，且用于日降雨量等数据的收集。

Description

一种实时高精度天气检测系统的机器人
技术领域
本发明涉及一种实时高精度天气检测系统的机器人，属于机器人天气检测技术领域。
背景技术
随着机器人的应用范围的扩大和多种复杂场合的需要，机器人视觉伺服显得越来越重要。在目前的机器人实际运用中，由于定位精度、实时性、需要标定等问题，只有极少场合运用了机器人视觉伺服定位，随着机器人行业的发展，机器人拥有视觉伺服能力及高精度检测功能将是必然趋势。实时性与定位精度是验证一个机器人检测、定位系统有效性与可实用性的最重要的两个指标，也是能否被投入到实际使用中的关键性因素。基于视觉的机器人控制分为两类：基于位置的视觉伺服和基于图像的视觉伺服：基于位置的视觉伺服机器人定位过程中需要对机器人进行标定，标定中存在任何误差都会导致机器人三维空间中的定位产生一定的误差(P.I.Corke and S.Hutchinson2001)；在基于图像的视觉伺服中，视觉系统中微小的误差将会对机器人定位产生很大的影响，故需要对摄像机以及机器人进行标定，而对摄像机和机器人的标定是一个及其复杂的问题。图像处理与控制机器人运动(包括飞行)之间同步实时性是一个必须面临的难题，因此，由于图像处理的延时，高精度与高实时性的基于图像的视觉伺服定位是一个难以完成的任务(Itsushi Kinbara提出了一种新的视觉伺服机器人控制系统，此系统采用对图像特征进行估计的方法，但是这种方法始终摆脱不了需要对相机进行标定的弊端)。
随着机器人行业的迅猛发展，机器人的智能化越来越显著，其功能也越来越多，但是目前的机器人还不能通过智能化技术来检测和提醒天气变化情况；此外，机器人在实现上述功能时比较死板，难以因地因时制宜，无机器人缺乏足够的分析处理机制，更不能实现对天气的高精度检测。由于上述原因，本发明人对现有的机器人系统做了深入研究，以便设计出一种能够解决上述问题的机器人的天气检测系统。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种实时高精度天气检测系统的机器人，以解决现有技术存在的问题，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种实时高精度天气检测系统的机器人，包括机体，所述机体顶端设有封盖，所述机体边缘四周等分设有六个机臂，所述机臂包括机臂结构和延伸臂，所述延伸臂末端设有安装机座，所述安装机座上方设有电机，所述电机上设置有多旋翼；所述机器人本体内部设有检测系统；
所述检测系统包括：
普通视频检测模块；
红外线检测模块；所述红外线检测模块的光学系统将接收到的空气红外辐射能量聚焦在红外传感器上，当空气和接收系统发生相对移动时，接收到的能量发生变化，传感器输出一个变化的信号，这个信号经电路放大、滤波、判别等处理后触发报警和指示；
音频检测模块；
以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的高空气进行检测。
作为上述技术方案的改进，所述普通视频检测模块为摄像机和图像采集模块，所述音频检测模块为声音采集模块。
作为上述技术方案的改进，所述红外线检测模块的红外辐射范围为3～50μm。
作为上述技术方案的改进，所述电磁波检测模块对中心点的距离R进行检测的方法为：
R＝v(t-Δt)/2
式中：t—询问与回答脉冲之间的时间间隔；
Δt—系统延迟
v—电磁波在均匀介质中的传播速度。
作为上述技术方案的改进，所述电磁波检测模块对中心点的范围的方位进行检测的方法为：
采取类似全球卫星定位系统的方式，基于测量学中的空间后方交会原理：雷达接收机分别在三个位置利用测距原理测出中心检测点到雷达接收机的大致距离R1,R2,R3并分别记录三个位置的坐标xi,yi,zi，这样可以得到三个空间球，即可得联立方程组，三个空间球的交点就是中心检测点的位置坐标。
作为上述技术方案的改进，在其中两个机臂结构上设置有GPS定位装置，在所述机体的侧边缘上设置有安装孔。
作为上述技术方案的改进，所述机体与所述机臂结构为一体成型结构设置，所述封盖与所述机体顶端也是全密封合闭；所述机臂及所述机体均采用的是碳纤维材料制作。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明可对天气进行检测变化，方便在后端操控，该技术方案通过电磁、红外、高清视频进行多级探索、检测，并可同时开启天气识别系统辅助探测，后端有CCU控制中心，可将前方信息进行处理，并将检测视频显示在后端显示屏上，同时可将该视频存储并无线同步发射到指挥、分析部。
本发明所述机体的稳定性好，且自带的检测系统能够通过视频、音频、红外、电磁和相关图像/影响相结合的方式生动形象地反应出天气情况和天气信息，且该机器人可用于日降雨量等数据的收集。
附图说明
图1为本发明所述的实时高精度天气检测系统的机器人结构示意图；
图2为本发明所述的实时高精度天气检测系统的机器人中电磁波检测模块定位原理示意图；
图3为本发明所述的实时高精度天气检测系统的机器人中多驱动电路集成化框架图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1和图3所示，为本发明所述的实时高精度天气检测系统的机器人结构示意图。
本发明所述的实时高精度天气检测系统的机器人，包括机体10，所述机体10顶端设置有封盖11，所述机体10边缘四周等分设六个机臂，所述机臂包括机臂结构20和延伸臂30，所述延伸臂30末端设有安装机座40，所述安装机座40上设有电机41，所述电机41上设有多旋翼50；所述机器人本体内部设有检测系统；
所述检测系统包括：
普通视频检测模块；
红外线检测模块；所述红外线检测模块的光学系统将接收到的空气红外辐射能量聚焦在红外传感器上，当空气和接收系统发生相对移动时，接收到的能量发生变化，传感器输出一个变化的信号，这个信号经电路放大、滤波、判别等处理后触发报警和指示；
音频检测模块；
以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的高空气进行检测。
进一步改进地，所述普通视频检测模块为摄像机和图像采集模块，所述音频检测模块为声音采集模块；所述红外线检测模块的红外辐射范围为3～50μm。
具体地，所述电磁波检测模块对中心点的距离R进行检测的方法为：
R＝v(t-Δt)/2
式中：t—询问与回答脉冲之间的时间间隔；
Δt—系统延迟
v—电磁波在均匀介质中的传播速度。
更具体地，所述电磁波检测模块对中心点的范围的方位进行检测的方法为：
采取类似全球卫星定位系统的方式，基于测量学中的空间后方交会原理：雷达接收机分别在三个位置利用测距原理测出中心检测点到雷达接收机的大致距离R1,R2,R3并分别记录三个位置的坐标xi,yi,zi，这样可以得到三个空间球，即可得联立方程组，三个空间球的交点就是中心检测点的位置坐标。
本发明可对天气进行检测变化，方便在后端操控，该技术方案通过电磁、红外、高清视频进行多级探索、检测，并可同时开启天气识别系统辅助探测，后端有CCU控制中心，可将前方信息进行处理，并将检测视频显示在后端显示屏上，同时可将该视频存储并无线同步发射到指挥、分析部。
本发明所述机体的稳定性好，且自带的检测系统能够通过视频、音频、红外、电磁和相关图像/影响相结合的方式生动形象地反应出天气情况和天气信息，且可用于日降雨量等数据的收集。
进一步改进地，在其中两个机臂结构20上设有GPS定位装置21，在机体10的侧边缘上设置有安装孔12；所述机体10与机臂结构为一体成型结构设置，所述封盖11与机体10顶端也是全密封合闭；所述机臂及机体10均采用的是碳纤维材料制作，碳纤维材料质量轻便、易加工，且耐磨性、耐摔性。抗冲击性均非常好。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种实时高精度天气检测系统的机器人，包括：机体(10)，其特征在于：所述机体(10)顶端设置有封盖(11)，所述机体(10)边缘四周等分设有六个机臂，所述机臂包括机臂结构(20)和延伸臂(30)，所述延伸臂(30)末端设有安装机座(40)，所述安装机座(40)上设有电机(41)，所述电机(41)上设置有多旋翼(50)；所述机器人本体内部设有检测系统；
所述检测系统包括：
普通视频检测模块；
红外线检测模块；所述红外线检测模块的光学系统将接收到的空气红外辐射能量聚焦在红外传感器上，当空气和接收系统发生相对移动时，接收到的能量发生变化，传感器输出一个变化的信号，这个信号经电路放大、滤波、判别等处理后触发报警和指示；
音频检测模块；
以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的高空气进行检测。
2.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：所述普通视频检测模块为摄像机和图像采集模块，所述音频检测模块为声音采集模块。
3.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：所述红外线检测模块的红外辐射范围为3～50μm。
4.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：所述电磁波检测模块对中心点的距离R进行检测的方法为：
R＝v(t-Δt)/2
式中：t—询问与回答脉冲之间的时间间隔；
Δt—系统延迟
v—电磁波在均匀介质中的传播速度。
5.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：所述电磁波检测模块对中心点的范围的方位进行检测的方法为：
采取类似全球卫星定位系统的方式，基于测量学中的空间后方交会原理：雷达接收机分别在三个位置利用测距原理测出中心检测点到雷达接收机的大致距离R1,R2,R3并分别记录三个位置的坐标xi,yi,zi，这样可以得到三个空间球，即可得联立方程组，三个空间球的交点就是中心检测点的位置坐标。
6.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：在其中两个机臂结构(20)上设置有GPS定位装置(21)，在所述机体(10)的侧边缘上设置有安装孔(12)。
7.根据权利要求1所述的实时高精度天气检测系统的机器人，其特征在于：所述机体(10)与所述机臂结构为一体成型结构设置，所述封盖(11)与所述机体(10)顶端也是全密封合闭；所述机臂及所述机体(10)均采用的是碳纤维材料制作。
CN201810205508.3A 2018-03-13 2018-03-13 一种实时高精度天气检测系统的机器人 Pending CN108502173A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810205508.3A CN108502173A (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种实时高精度天气检测系统的机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810205508.3A CN108502173A (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种实时高精度天气检测系统的机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108502173A true CN108502173A (zh) 2018-09-07

Family

ID=63376509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810205508.3A Pending CN108502173A (zh) 2018-03-13 2018-03-13 一种实时高精度天气检测系统的机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108502173A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105881549A (zh) * 2016-05-15 2016-08-24 烟台三新新能源科技有限公司 一种工业化机器人实时高精度探测系统
DE102015121517A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-14 Meteomatics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Geschwindigkeitsvektors eines in der Umgegebung eines Fluggeräts herrschenden Windes, und Fluggerät
CN206664920U (zh) * 2017-04-14 2017-11-24 中博宇图信息科技有限公司 一种支架可伸缩的节能型无人机
CN206946720U (zh) * 2017-05-18 2018-01-30 毕雪松 具有气象预警功能的无人机管控系统
CN206968971U (zh) * 2017-04-24 2018-02-06 无锡职业技术学院 一种四轴飞行器气象站
CN107757898A (zh) * 2017-08-30 2018-03-06 中北大学 一种航拍折叠翼无人机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015121517A1 (de) * 2015-12-10 2017-06-14 Meteomatics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Geschwindigkeitsvektors eines in der Umgegebung eines Fluggeräts herrschenden Windes, und Fluggerät
CN105881549A (zh) * 2016-05-15 2016-08-24 烟台三新新能源科技有限公司 一种工业化机器人实时高精度探测系统
CN206664920U (zh) * 2017-04-14 2017-11-24 中博宇图信息科技有限公司 一种支架可伸缩的节能型无人机
CN206968971U (zh) * 2017-04-24 2018-02-06 无锡职业技术学院 一种四轴飞行器气象站
CN206946720U (zh) * 2017-05-18 2018-01-30 毕雪松 具有气象预警功能的无人机管控系统
CN107757898A (zh) * 2017-08-30 2018-03-06 中北大学 一种航拍折叠翼无人机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9146316B2 (en) Lidar measurement device for vehicular traffic surveillance and method for use of same
US8610881B2 (en) Lidar measurement device with target tracking and method for use of same
CN102436738B (zh) 一种基于无人机的交通监测装置
CN106101590B (zh) 雷达视频复合数据探测与处理系统及探测与处理方法
CN108196260A (zh) 无人驾驶车辆多传感器融合系统的测试方法和装置
CN103941746A (zh) 无人机巡检图像处理系统及方法
CN107846258A (zh) 一种无人机防御系统
CN110329316B (zh) 一种城市轨道障碍物检测装置及检测方法
EP3910533B1 (en) Method, apparatus, electronic device, and storage medium for monitoring an image acquisition device
CN106092054A (zh) 一种电力线路识别精准定位导航方法
EP0211623A2 (en) Identification of ground targets in airborne surveillance radar returns
CN108917746A (zh) 头盔姿态测量方法、测量装置及测量系统
CN109427216A (zh) 待闸船只信息实时监控系统
CN109946729A (zh) 一种空中目标跟踪方法及装置
CN104464173A (zh) 基于空间图像三维测量的输电线路防外力破坏系统
CN109632331A (zh) 一种低成本的adas系统行人碰撞测试装置及其测试方法
CN107962594A (zh) 工业化机器人实时高精度探测系统
Yuan et al. MMAUD: A Comprehensive Multi-Modal Anti-UAV Dataset for Modern Miniature Drone Threats
CN108502173A (zh) 一种实时高精度天气检测系统的机器人
CN109919980A (zh) 一种高效可靠无人机管控方法
CN116543141A (zh) 一种基于声信号与图像融合的无人机识别与定位方法
CN103730011B (zh) 一种基于激光器的车型识别检测方法及系统
CN112881991A (zh) 毫米波雷达的道路场景测试设备及其方法
CN115902845A (zh) 激光雷达的外参标定方法及相关装置
CN108415332A (zh) 一种基于激光雷达的家用防盗系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180907

RJ01 Rejection of invention patent application after publication