CN109085846A - 一种无人机热成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机热成像系统，无人机的云台上设置有云服务激光测距装置和距离锁定保护装置，云服务激光测距装置包括RTK GPS、激光测距传感器、数码相机和姿态传感器，地面设备的遥控终端、地面站和图传一体接收机通过蓝牙将云服务激光测距装置上的测量数据实时传输到遥控终端上，通过WIFI联网可将数据传输到云端服务器上，距离锁定保护装置包括根据激光测距传感器的传感数据对电机的启动控制回路进行控制的控制单元和可编程控制器，控制单元连接可编程控制器，控制单元的常闭触点串接在电机的启动控制回路中。本发明可以精确的对无人机进行操控，满足消防、侦查、救援的需要。
Description
技术领域
本发明属于一种无人机商用技术领域，具体涉及一种无人机热成像系统。
背景技术
目前的无人机在夜间飞行及拍摄方面还存在着明显的不足，由于夜间光源覆盖范围窄、光照不足、搜索视线不佳，影响了摄像装置拍摄图像，这使得无人机出勤能力也大大降低，从而造成资源浪费并使其应用范围受到一定的限制。无人机很多都是通过地面站设定飞行轨迹来实现自主飞行和返航，即使通过终端设备的遥控也只是控制无人机的起飞和起落，对于其飞行轨迹的自由选择却较难实现，除此之外，多数无人机都是采用单工通信，这样的通信方式在无人机的使用过程中很不方便。无人机的遥控终端发送指令给无人机，该遥控终端也可以发送指令给无人机上的摄像头对其进行操控，然而，通过同一个遥控终端对无人机和摄像头中的一者发送指令时，由于无人机和摄像头同时受该遥控终端的控制，所以避免不了另一者会受到发射信号的干扰，使其接收到干扰信号后错误的执行指令。无人机在飞行过程中，很容易撞到障碍物而造成机体故障或损毁，所以很需要对无人机采取空中防撞措施。除此之外，无人机在飞行过程中不仅是前方容易撞到障碍物，其四面八方都有可能会受到其他障碍物的侵袭，如何成功且高效的避开不同方向的障碍物又保证无人机整体美观成了很多研究人员思考的问题。现有的无人机续航时间短，不能保持长时间的飞行状态，往往只飞行了短暂的时间就要返程进行充电，这样给无人机的工作带来很大不便，因此如何研发出一种续航时间长的无人机成了困扰本领域技术人员的主要问题。
激光测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。工业上也逐渐开始使用激光测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域，其中，RTK (Real-time kinematic，实时动态)载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标，这是一种新的常用的GPS测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率，但是如何将RTK激光测距装置应用于无人机领域，目前还没有在技术上有更好的突破。
发明内容
本发明目的是提供一种无人机热成像系统，解决了现有技术中的缺陷。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种无人机热成像系统，包括空中设备和地面设备，所述空中设备包括机身搭载有红外热像仪的无人机，所述地面设备包括遥控终端、地面站和图传一体接收机及云端服务器，所述红外热像仪内部设置有热成像装置，其特征在于：在所述无人机的云台上还设置有云服务激光测距装置和距离锁定保护装置；所述云服务激光测距装置包括RTK GPS、激光测距传感器、数码相机和姿态传感器，所述地面设备的遥控终端、地面站和图传一体接收机通过蓝牙将所述云服务激光测距装置上的测量数据实时传输到所述遥控终端上，通过WIFI联网可将数据传输到云端服务器上；所述距离锁定保护装置包括根据所述激光测距传感器的传感数据对电机的启动控制回路进行控制的控制单元，以及根据所述激光测距传感器的传感信号对所述控制单元进行控制且内部集成有计时器的可编程控制器，所述控制单元连接可编程控制器，所述控制单元的常闭触点串接在所述电机的启动控制回路中。
可选的，所述热成像系统在无人机的机身上还集成有接收模块、可见光传感器、红外探测传感器、模式切换按键控制模块、中央处理器、图像处理及编码模块和图传信号收发模块，且所述接收模块、可见光传感器、红外探测传感器、模式切换按键控制模块、图像处理及编码模块和图传信号收发模块电性连接于中央处理器。
本发明具有如下有益效果：
本发明的一种无人机热成像系统，能够根据云服务激光测距装置和距离锁定保护装置的设置确保测定热度的距离且保证无人机的飞行安全，可以精确的对无人机进行操控，满足消防、侦查、救援的需要。
附图说明
图1为本发明一种无人机热成像系统的结构示意图；
图2为本发明一种无人机热成像系统云服务激光测距装置的结构示意图；
图3为本发明一种无人机热成像系统距离锁定保护装置的结构示意图；
图4为本发明一种无人机热成像系统的机身示意图。
图中标记示意为：
1-无人机；2-红外热像仪；3-遥控终端；4-地面站；5-图传一体接收机；6-云端服务器；7-云服务激光测距装置；8-距离锁定保护装置；9-热成像装置；10-RTK GPS；11-激光测距传感器；12-数码相机；13-姿态传感器；14-控制单元；15- 可编程控制器；16-电机；17-接收模块；18-可见光传感器；19-红外探测传感器；20-模式切换按键控制模块；21-中央处理器；22-图像处理及编码模块；23 图传信号收发模块。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例
本实施例提供了一种无人机热成像系统，包括空中设备和地面设备，空中设备包括机身搭载有红外热像仪2的无人机1，地面设备包括遥控终端3、地面站4和图传一体接收机5及云端服务器6，红外热像仪2内部设置有热成像装置9，在无人机1的云台上还设置有云服务激光测距装置7和距离锁定保护装置8；云服务激光测距装置7包括RTK GPS10、激光测距传感器11、数码相机 12和姿态传感器13，地面设备的遥控终端3、地面站4和图传一体接收机5通过蓝牙将云服务激光测距装置7上的测量数据实时传输到遥控终端3上，通过 WIFI联网可将数据传输到云端服务器6上；距离锁定保护装置8包括根据激光测距传感器11的传感数据对电机16的启动控制回路进行控制的控制单元14，以及根据激光测距传感器11的传感信号对控制单元14进行控制且内部集成有计时器(未图示)的可编程控制器15，控制单元14连接可编程控制器15，控制单元14的常闭触点串接在电机16的启动控制回路中。无人机激光测量精度的误差来源主要是激光测距传感器11姿态精度、无人机飞行高度和飞行速度等，为了提高测量精度，在激光测距传感器11姿态精度满足测量要求的情况下，应严格控制无人机的飞行高度和飞行速度，同时通过距离锁定保护装置8的控制，避免无人机1在飞行过程中过渡靠近热源，造成机身损坏的问题，当根据激光测距传感器11测定到距离达到极限距离的时候，例如根据热成像显示温度已经达到200摄氏度，将会对机身造成高温损坏的极限值时，启动距离锁定保护装置8的电机16，完成距离锁定及数据传输的过程。
更进一步，热成像系统在无人机1的机身上还集成有接收模块17、可见光传感器18、红外探测传感器19、模式切换按键控制模块20、中央处理器21、图像处理及编码模块22和图传信号收发模块23，且接收模块17、可见光传感器18、红外探测传感器19、模式切换按键控制模块20、图像处理及编码模块 22和图传信号收发模块23电性连接于中央处理器21。
无人机激光测量技术是一种新型地形测量方法，能够很好的解决常规测量难以完成的火灾、高温的地形测量，与常规测量手段相比较，有以下的优点: (1)测量精度更高，理论和实际检验结果都表明，复杂地形无人机低空激光测量精度明显优于船载测量，无人机低空测量平台不受其他因素干扰，测量作业时的传感器姿态保持很好的稳定性，传感器方向不确定产生的误差小；(2)测区适应能力更强，对于受各种因素影响大型救援飞机大多无法进入的地带实施测量，地面测量人员也难以施测，采用无人机空中测量的方式，可以不受限制，大大方便复杂火灾、高温地形测量工作的有效开展；(3)高效灵活，无人机具有高效灵活的特点，可以现场快速测量并处理成图，这是其它测量方法所无法达到的，表现出极高的测量效率，影响无人机激光测量精度的因素主要有激光测距传感器姿态精度、无人机飞行高度和飞行速度等，系统仍然具有一定的性能提升空间，通过提高采样频率、优化传感器姿态稳定精度，可以进一步提升测量平面和高程精度，以适应更精细地形测量的要求，其中采用交互式处理的方式是保证数据质量的重要技术手段，优化数据处理软件，可以进一步提高数据处理效率。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种无人机热成像系统，包括空中设备和地面设备，所述空中设备包括机身搭载有红外热像仪的无人机，所述地面设备包括遥控终端、地面站和图传一体接收机及云端服务器，所述红外热像仪内部设置有热成像装置，其特征在于：在所述无人机的云台上还设置有云服务激光测距装置和距离锁定保护装置；所述云服务激光测距装置包括RTK GPS、激光测距传感器、数码相机和姿态传感器，所述地面设备的遥控终端、地面站和图传一体接收机通过蓝牙将所述云服务激光测距装置上的测量数据实时传输到所述遥控终端上，通过WIFI联网可将数据传输到云端服务器上；所述距离锁定保护装置包括根据所述激光测距传感器的传感数据对电机的启动控制回路进行控制的控制单元，以及根据所述激光测距传感器的传感信号对所述控制单元进行控制且内部集成有计时器的可编程控制器，所述控制单元连接可编程控制器，所述控制单元的常闭触点串接在所述电机的启动控制回路中。
2.根据权利要求1所述的一种无人机热成像系统，其特征在于：所述热成像系统在无人机的机身上还集成有接收模块、可见光传感器、红外探测传感器、模式切换按键控制模块、中央处理器、图像处理及编码模块和图传信号收发模块，且所述接收模块、可见光传感器、红外探测传感器、模式切换按键控制模块、图像处理及编码模块和图传信号收发模块电性连接于中央处理器。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN109696921A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-30 | 济南大学 | 一种搜救无人机的系统设计 |
| CN109917433A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-21 | 北京讯腾智慧科技股份有限公司 | 一种可飞行的测量系统和飞行测量方法 |
| CN111540166A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-14 | 重庆工程学院 | 一种基于深度学习的无人机夜间搜寻系统及方法 |
| CN112995516A (zh) * | 2019-05-30 | 2021-06-18 | 深圳市道通智能航空技术股份有限公司 | 一种对焦方法、装置、航拍相机及无人飞行器 |
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2018
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| CN112995516B (zh) * | 2019-05-30 | 2022-07-29 | 深圳市道通智能航空技术股份有限公司 | 一种对焦方法、装置、航拍相机及无人飞行器 |
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