CN112776998B - 一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件，包括无人机主体和采集单元，采集单元安装在无人机主体下方，无人机主体带动采集单元进行飞行，采集单元采集电力廊道的植被信息。本发明所述装置多光谱相机和压板通过第一弧形杆和所述第二弧形杆压紧在半球体上，通过第二驱动电机和第三驱动电机分别控制第一弧形杆和第二弧形杆控制多光谱相机进行转动，调节采集角度，固定牢靠，并且可以灵活调节采集角度。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集装置技术领域，特别是一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件。
背景技术
传统地物分类的数据源主要来自航空航天摄影的遥感影像，依据影像的光谱、纹理等特征进行分类，但是容易受时间、气候以及天气影响，不少文献已表明在许多情况下，激光点云结合其他数据源，例如高分辨率遥感影像、多光谱数据等，可以改善分类结果，提高分类精度。
采用无人机搭载数据采集系统对电力廊道数据采集并进行数据后处理是一种常用的巡检方式。由于无人机在起降或者遇到强对流天气使会产生一定的振动，在这种振动下，很容易对搭载的相机造成损坏，而现有相机固定方式要么固定牢固但是无法调节相机采集角度，要么是采集角度可调节但是固定不牢固。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的基于多光谱影像和激光点云的采集组件中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何使采集组件中的相机在固定牢靠的同时具有采集角度可调节的功能。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其包括，无人机主体，其包括控制模块和传输模块；采集单元，设置于所述无人机主体下方，包括多光谱相机，以及与所述多光谱相机配合的调节件，所述调节件包括竖直设置的承载板、设置于所述承载板上的半球体、与所述半球体配合的压板、水平对称设置于所述承载板上的第一铰接座、竖直对称设置于所述承载板上的第二铰接座、与所述第一铰接座进行铰接的第一弧形杆、与所述第二铰接座进行铰接的第二弧形杆、带动所述第一弧形杆转动的第二驱动电机，以及带动所述第二弧形杆转动的第三驱动电机；所述控制模块用于控制所述第二驱动电机和第三驱动电机的启停，所述传输模块用于将所述多光谱相机采集的信息实时传输至上位机，所述多光谱相机与所述压板可拆卸连接，所述第一弧形杆和所述第二弧形杆均与所述多光谱相机配合，并将所述压板压紧在所述半球体上。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述采集单元还包括与所述无人机主体下表面固定连接的壳体、与所述多光谱相机配合的升降件，以及与挡板配合的收缩件，所述壳体底部设置有供所述多光谱相机进出开口，所述挡板用于遮挡所述开口；所述升降件用于带动所述多光谱相机上下运动，所述收缩件用于带动所述挡板移动，所述控制模块还用于控制所述升降件和所述收缩件的启停。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述压板上设置有与所述半球体配合的第一凹槽。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述第一弧形杆上设置有第二凹槽，所述第二弧形杆上设置有第三凹槽，所述多光谱相机设置与所述第二凹槽和所述第三凹槽内。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述多光谱相机上设置有与所述第二凹槽和所述第三凹槽配合的环槽，所述第二凹槽和所述第三凹槽设置于所述环槽内。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述升降件包括固定于所述无人机主体上的第一驱动电机、与所述第一驱动电机输出端连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮、与所述第二齿轮固定连接的第一螺纹杆、与所述第一螺纹杆螺纹配合的移动台，以及与所述移动台互动配合的第一辅助杆。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述收缩件包括固定在所述挡板一端的连接柱、设置于所述连接柱两端的第三齿轮、与所述第三齿轮通过同步带配合的第四齿轮、与所述第四齿轮固定连接的第一轴、与所述第一轴垂直连接的第二杆、与所述第二杆垂直连接的第三杆、与所述第三杆配合的轨道，以及带动所述第一轴和所述连接柱进行移动的驱动件，所述第三齿轮与所述第四齿轮齿数相同。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述驱动件包括与所述第一轴和所述连接柱配合的移动块、与所述移动块螺纹配合的第二螺纹杆、与所述移动块滑动配合的第二辅助杆，以及与所述第二螺纹杆固定连接的第五齿轮，所述第二螺纹杆和第二辅助杆的两端分别连接在所述壳体上。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述第五齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第二螺纹杆与所述第一螺纹杆螺纹旋向相反。
作为本发明所述基于多光谱影像和激光点云的采集组件的一种优选方案，其中：所述轨道固定于所述壳体内，其包括与所述第三杆滑动配合的滑槽，所述滑槽包括竖直段和倾斜段，所述倾斜段设置于所述滑槽的底部，并且倾斜方向为朝向所述开口；当所述挡板处于竖直状态时，所述竖直段与所述第二杆平行。
本发明有益效果为多光谱相机和压板通过第一弧形杆和所述第二弧形杆压紧在半球体上，通过第二驱动电机和第三驱动电机分别控制第一弧形杆和第二弧形杆控制多光谱相机进行转动，调节采集角度，固定牢靠，并且可以灵活调节采集角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为实例1中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的结构图。
图2为实例1中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的调节件结构图。
图3为实例2中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的调节件结构图。
图4为实例2中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的压板示意图。
图5为实例2中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的总体结构图。
图6为实例2中基于多光谱影像和激光点云的采集组件的采集单元结构图。
图7为实例2中应用于电力廊道的植被采集装置的收缩件俯视图。
图8为实例2中应用于电力廊道的植被采集装置的收缩件侧视图。
图9为实例2中应用于电力廊道的植被采集装置的收缩件局部视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件，基于多光谱影像和激光点云的采集组件包括无人机主体100和采集单元200，采集单元200安装在无人机主体100下方，无人机主体100带动采集单元进行飞行，采集单元200采集电力廊道的植被信息。
具体的，无人机主体100包括控制模块101和传输模块102，控制模块101用于控制第二驱动电机205h和第三驱动电机205j的启停，传输模块102用于将多光谱相机202采集的信息实时传输至上位机，此处所说的上位机是指地面上的监控室，需要说明的是，监控室也可以控制无人机的飞行路线和飞行方向。控制模块101采用单片机，传输模块102可以采用A7130芯片。
采集单元200包括多光谱相机202，以及与所述多光谱相机202配合的调节件205，所述调节件205包括竖直设置的承载板205a、设置于所述承载板205a上的半球体205b、与所述半球体205b配合的压板205c、水平对称设置于所述承载板205a上的第一铰接座205d、竖直对称设置于所述承载板205a上的第二铰接座205e、与所述第一铰接座205d进行铰接的第一弧形杆205f、与所述第二铰接座205e进行铰接的第二弧形杆205g、带动所述第一弧形杆205f转动的第二驱动电机205h，以及带动所述第二弧形杆205g转动的第三驱动电机205j；所述多光谱相机202与所述压板205c可拆卸连接，所述第一弧形杆205f和所述第二弧形杆205g均与所述多光谱相机202配合，并将所述压板205c压紧在所述半球体205b上。
综上所述，多光谱相机202和压板205c通过第一弧形杆205f和所述第二弧形杆205g压紧在半球体205b上，通过第二驱动电机205h和第三驱动电机分别控制第一弧形杆205f和第二弧形杆205g控制多光谱相机202进行转动，调节采集角度，固定牢靠，并且可以灵活调节采集角度。
实施例2
参照图3～9，为本发明第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：还包括若干组件。在上一个实施例中，基于多光谱影像和激光点云的采集组件包括无人机主体100和采集单元200，采集单元200安装在无人机主体100下方，无人机主体100带动采集单元进行飞行，采集单元200采集电力廊道的植被信息。
具体的，无人机主体100包括控制模块101和传输模块102，控制模块101用于控制第二驱动电机205h和第三驱动电机205j的启停，传输模块102用于将多光谱相机202采集的信息实时传输至上位机，此处所说的上位机是指地面上的监控室，需要说明的是，监控室也可以控制无人机的飞行路线和飞行方向。控制模块101采用单片机，传输模块102可以采用A7130芯片。
采集单元200包括多光谱相机202，以及与所述多光谱相机202配合的调节件205，所述调节件205包括竖直设置的承载板205a、设置于所述承载板205a上的半球体205b、与所述半球体205b配合的压板205c、水平对称设置于所述承载板205a上的第一铰接座205d、竖直对称设置于所述承载板205a上的第二铰接座205e、与所述第一铰接座205d进行铰接的第一弧形杆205f、与所述第二铰接座205e进行铰接的第二弧形杆205g、带动所述第一弧形杆205f转动的第二驱动电机205h，以及带动所述第二弧形杆205g转动的第三驱动电机205j；所述多光谱相机202与所述压板205c可拆卸连接，所述第一弧形杆205f和所述第二弧形杆205g均与所述多光谱相机202配合，并将所述压板205c压紧在所述半球体205b上。所述压板205c上设置有与所述半球体205b配合的第一凹槽205c-1。
进一步的，所述采集单元200还包括与所述无人机主体100下表面固定连接的壳体201、与所述多光谱相机202配合的升降件203，以及与挡板201b配合的收缩件204，所述壳体201底部设置有供所述多光谱相机202进出开口201a，所述挡板201b用于遮挡所述开口201a；所述升降件203用于带动所述多光谱相机202上下运动，所述收缩件204用于带动所述挡板201b移动，所述控制模块101还用于控制所述升降件203和所述收缩件204的启停。
优选的，所述第一弧形杆205f上设置有第二凹槽205f-1，所述第二弧形杆205g上设置有第三凹槽205g-1，所述多光谱相机202设置与所述第二凹槽205f-1和所述第三凹槽205g-1内，所述多光谱相机202上设置有与所述第二凹槽205f-1和所述第三凹槽205g-1配合的环槽202a，所述第二凹槽205f-1和所述第三凹槽205g-1设置于所述环槽202a内，使多光谱相机202的固定更加牢靠。
较佳的，所述升降件203包括固定于所述无人机主体100上的第一驱动电机203a、与所述第一驱动电机203a输出端连接的第一齿轮203b、与所述第一齿轮203b啮合的第二齿轮203c、与所述第二齿轮203c固定连接的第一螺纹杆203d、与所述第一螺纹杆203d螺纹配合的移动台203e，以及与所述移动台203e互动配合的第一辅助杆203f。第一辅助杆203f的作用是辅助移动台203e上下移动，使移动台203e不会跟随第一螺纹杆203d进行旋转。
所述收缩件204包括固定在所述挡板201b一端的连接柱204a、设置于所述连接柱204a两端的第三齿轮204b、与所述第三齿轮204b通过同步带204c配合的第四齿轮204d、与所述第四齿轮204d固定连接的第一轴204e、与所述第一轴204e垂直连接的第二杆204f、与所述第二杆204f垂直连接的第三杆204g、与所述第三杆204g配合的轨道204h，以及带动所述第一轴204e和所述连接柱204a进行移动的驱动件204j。
所述轨道204h包括与所述第三杆204g滑动配合的滑槽204h-1，所述滑槽204h-1包括竖直段204h-11和倾斜段204h-12，所述倾斜段204h-12设置于所述滑槽204h-1的底部，并且倾斜方向为朝向所述开口201a。
所述驱动件204j包括与所述第一轴204e和所述连接柱204a配合的移动块204j-1、与所述移动块204j-1螺纹配合的第二螺纹杆204j-2、与所述移动块204j-1滑动配合的第二辅助杆204j-3，以及与所述第二螺纹杆204j-2固定连接的第五齿轮204j-4。
进一步的，所述第五齿轮204j-4与所述第一齿轮203b啮合，所述第二螺纹杆204j-2与所述第一螺纹杆203d螺纹旋向相反。这样设置的好处是仅通过一个电机，就可以控制升降件203和收缩件204进行工作，并且可以保证，不会出现在挡板201b未收缩的情况下令多光谱相机202向下伸出而导致多光谱相机202损坏。并且由于第五齿轮204j-4和第二齿轮203c均与第一齿轮203b啮合，故第五齿轮204j-4和第二齿轮203c旋向相同，而此时所述第二螺纹杆204j-2与所述第一螺纹杆203d螺纹旋向相反，就可以使移动台203e和移动块204j-1反向运动。
为了便于叙述，先定义初始状态下，多光谱相机202设置于壳体201内，挡板201b将开口201a挡住。
需要说明的是，移动台203e和移动块204j-1在初始状态下，一个处于上端，一个处于下端。
较佳的，当所述挡板201b处于竖直状态时，所述竖直段204h-11与所述第二杆204f平行。并且所述第三齿轮204b与所述第四齿轮204d齿数相同。这样设置的好处是，第二杆204f与挡板201b会处于平行状态，当第二杆204f竖直，挡板201b也会竖直，当第二杆204f水平，挡板201b也会水平。
综上所述，多光谱相机202固定在移动台203e下方，移动台203e在升降件203的作用下可以缩进壳体201内和伸出壳体201外，挡板201b在收缩件204的作用下可以将开口201a挡住，并且挡板201b和移动台203e通过同一个电机进行驱动，不会发生干涉，第二驱动电机205h可以带动多光谱相机202竖直转动，第三驱动电机205j可以带动多光谱相机202水平转动。需要说明的是，控制模块101同样控制第一驱动电机203a的启停。
在使用时，无人机主体100飞行至电力廊道上空，通过控制模块101控制收缩件204和升降件203进行工作，控制第一驱动电机203a启动，通过齿轮传动带动第一螺纹杆203d转动，使移动台203e向下移动的同时，通过第二螺纹杆204j-2带动移动块204j-1向上运动，并且由于第三杆204g沿倾斜段204h-12进行移动，第二杆204f会发生转动，以致挡板201b跟随转动，当第三杆204g进入竖直段204h-11时，挡板201b停止转动，此时挡板201b同样处于竖直状态，在此过程中移动台203e处于一直下降的状态，直至多光谱相机202完全伸出壳体201，然后就可以进行采集工作，在采集工作时，多光谱相机202和压板205c通过第一弧形杆205f和所述第二弧形杆205g压紧在半球体205b上，第二驱动电机205d-1可以带动多光谱相机202竖直转动，第三驱动电机205j可以带动多光谱相机202水平转动，可以根据需要，控制多光谱相机202的朝向，固定牢靠，并且可以灵活调节采集角度。
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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其特征在于：包括，
无人机主体(100)，其包括控制模块(101)和传输模块(102)；
采集单元(200)，设置于所述无人机主体(100)下方，包括多光谱相机(202)，以及与所述多光谱相机(202)配合的调节件(205)，所述调节件(205)包括竖直设置的承载板(205a)、设置于所述承载板(205a)上的半球体(205b)、与所述半球体(205b)配合的压板(205c)、水平对称设置于所述承载板(205a)上的第一铰接座(205d)、竖直对称设置于所述承载板(205a)上的第二铰接座(205e)、与所述第一铰接座(205d)进行铰接的第一弧形杆(205f)、与所述第二铰接座(205e)进行铰接的第二弧形杆(205g)、带动所述第一弧形杆(205f)转动的第二驱动电机(205h)，以及带动所述第二弧形杆(205g)转动的第三驱动电机(205j)；
所述控制模块(101)用于控制所述第二驱动电机(205h)和第三驱动电机(205j)的启停，所述传输模块(102)用于将所述多光谱相机(202)采集的信息实时传输至上位机，所述多光谱相机(202)与所述压板(205c)可拆卸连接，所述第一弧形杆(205f)和所述第二弧形杆(205g)均与所述多光谱相机(202)配合，并将所述压板(205c)压紧在所述半球体(205b)上；所述采集单元(200)还包括与所述无人机主体(100)下表面固定连接的壳体(201)、与所述多光谱相机(202)配合的升降件(203)，以及与挡板(201b)配合的收缩件(204)，所述壳体(201)底部设置有供所述多光谱相机(202)进出开口(201a)，所述挡板(201b)用于遮挡所述开口(201a)；
所述升降件(203)用于带动所述多光谱相机(202)上下运动，所述收缩件(204)用于带动所述挡板(201b)移动，所述控制模块(101)还用于控制所述升降件(203)和所述收缩件(204)的启停；
所述升降件(203)包括固定于所述无人机主体(100)上的第一驱动电机(203a)、与所述第一驱动电机(203a)输出端连接的第一齿轮(203b)、与所述第一齿轮(203b)啮合的第二齿轮(203c)、与所述第二齿轮(203c)固定连接的第一螺纹杆(203d)、与所述第一螺纹杆(203d)螺纹配合的移动台(203e)，以及与所述移动台(203e)互动配合的第一辅助杆(203f)；
所述收缩件(204)包括固定在所述挡板(201b)一端的连接柱(204a)、设置于所述连接柱(204a)两端的第三齿轮(204b)、与所述第三齿轮(204b)通过同步带(204c)配合的第四齿轮(204d)、与所述第四齿轮(204d)固定连接的第一轴(204e)、与所述第一轴(204e)垂直连接的第二杆(204f)、与所述第二杆(204f)垂直连接的第三杆(204g)、与所述第三杆(204g)配合的轨道(204h)，以及带动所述第一轴(204e)和所述连接柱(204a)进行移动的驱动件(204j)，所述第三齿轮(204b)与所述第四齿轮(204d)齿数相同；
所述轨道(204h)包括与所述第三杆(204g)滑动配合的滑槽(204h-1)，所述滑槽(204h-1)包括竖直段(204h-11)和倾斜段(204h-12)，所述倾斜段(204h-12)设置于所述滑槽(204h-1)的底部，并且倾斜方向为朝向所述开口(201a)；
所述驱动件(204j)包括移动块(204j-1)、与所述移动块(204j-1)螺纹配合的第二螺纹杆(204j-2)、与所述移动块(204j-1)滑动配合的第二辅助杆(204j-3)，以及与所述第二螺纹杆(204j-2)固定连接的第五齿轮(204j-4)，所述第五齿轮(204j-4)与所述第一齿轮(203b)啮合，所述第二螺纹杆(204j-2)与所述第一螺纹杆(203d)螺纹旋向相反；
所述移动块(204j-1)带动所述连接柱(204a)进行移动。
2.如权利要求1所述的基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其特征在于：所述压板(205c)上设置有与所述半球体(205b)配合的第一凹槽(205c-1)。
3.如权利要求1或2所述的基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其特征在于：所述第一弧形杆(205f)上设置有第二凹槽(205f-1)，所述第二弧形杆(205g)上设置有第三凹槽(205g-1)，所述多光谱相机(202)设置与所述第二凹槽(205f-1)和所述第三凹槽(205g-1)内。
4.如权利要求3所述的基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其特征在于：所述多光谱相机(202)上设置有与所述第二凹槽(205f-1)和所述第三凹槽(205g-1)配合的环槽(202a)，所述第二凹槽(205f-1)和所述第三凹槽(205g-1)设置于所述环槽(202a)内。
5.如权利要求4所述的基于多光谱影像和激光点云的采集组件，其特征在于：当所述挡板(201b)处于竖直状态时，所述竖直段(204h-11)与所述第二杆(204f)平行。
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