CN116142499A - 一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地理测绘成像技术领域，且公开了一种数据采集用飞行器，包括飞行器主机，所述飞行器主机的上端面固定设置有上端架，所述上端架的顶部固定设置有光伏储能板，外侧的四周均设置有螺旋桨，所述所述飞行器主机的底部设置有两组U型支架和第一电机，所述第一电机的输出端固定设置有转动架，所述转动架上可拆卸安装有转筒以及用于转动转筒的调节件，所述转筒的底部固定连接有红外线成像仪。该数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，通过握住把手可将推拉杆向右拉，在固定块的作用下使弹簧被压缩，两组限位盘距离拉大，从而方便将转筒取下，便于对红外线成像仪进行更换维护，方便检修。

Description

一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法

技术领域

本发明涉及地理测绘成像技术领域，具体为一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法。

背景技术

在测量地理信息的时候，平面和立体纬度的空间测量相对较为简单，采用传统的测量方法点点连线式测量即可绘制出立体和平面视图，达到测量的效果，但是在测量狭小空间和溶洞山洞空间时，传统的测量方法和设备不能很好的对封闭的空间进行测量，工作人员无法进入到位置领域冒险进行测量，造成了测量工作受阻，因此，采用飞行器代替人工进行测量的方式应运而生。

但目前所使用的飞行器用于三维地理测量时，仍存在一些不足，例如中国发明专利(公开号为：CN106428545B)所提出的一种三维地理信息采集系统及其采集方法，该案例通过利用自制的飞行器带动全息测量装置获取狭小空间的三维地理位置全息信息图，实现狭小空间的简便式测量，在测量过程中，利用支撑环上设置的测距仪和测量摄像头对飞行器飞过的横截面空间进行录制和测量，并根据实际位置信息测量出准确的三维空间视图，大大提高了工作效率，但无法将飞行器与成像机构进行快速拆分，在后续更换维护的过程中，势必会造成很多麻烦，维修成本增高，且装置整体结构较多，成本较高，不利于使用，故而提出一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法来解决上述所提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，以解决上述背景中所存在的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数据采集用飞行器，包括飞行器主机，所述飞行器主机的上端面固定设置有上端架，所述上端架的顶部固定设置有光伏储能板，外侧的四周均设置有螺旋桨，所述所述飞行器主机的底部设置有两组U型支架和第一电机，所述第一电机的输出端固定设置有转动架，所述转动架上可拆卸安装有转筒以及用于转动转筒的调节件，所述转筒的底部固定连接有红外线成像仪；

所述转动架的两侧壁分别设置有转杆和推拉杆，所述转杆与推拉杆相对的一侧均设置有限位盘，所述推拉杆的另一端贯穿至转动架外侧且设置有把手，所述推拉杆的外侧还套设有弹簧以及对弹簧限位的两组固定块。

优选的，所述转筒的两端部均加工有十字形卡槽，两组所述限位盘相对的一侧均设置有卡入十字形卡槽内的十字卡块。

优选的，所述飞行器主机的侧面固定设置有撞击监测模块、充电接头和type-C数据传输口，所述飞行器主机的侧面还固定设置有多组与撞击监测模块电性连接的闪烁筒灯。

优选的，所述调节件包括固定设置于转动架侧面的第二电机，所述第二电机的输出端设置有主齿轮，所述转杆的外侧固定设置有与主齿轮啮合的从齿轮。

优选的，所述转杆的端部通过轴承与转动架可转动连接，与限位盘固定连接，所述转动架的另一侧加工有与推拉杆匹配的穿孔，且推拉杆的另一端通过轴承与限位盘可转动连接。

优选的，所述红外线成像仪的底部设置有防尘盖，所述防尘盖的内侧固定设置有多组凸起，所述红外线成像仪的外表面加工有与凸起匹配的凹槽。

一种三维地理成像方法，包括以下步骤：

首先通过将红外线成像仪内的半导体激光器打开，发射红外光线；

发出的红外光线会先经过红外放大镜片进行放大处理，使激光范围增大，覆盖的区域面更广泛；

通过红外线区域覆盖，接触到障碍物时，原路返回，并通过红外线缩小镜片将激光范围缩小；

被红外线缩小镜片收集的光线投射到CMOS阵列上，最后由信号处理器通过函数运算，得出具体的模型参数，实现三维成像。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，具备以下有益效果：

1、该数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，通过握住把手可将推拉杆向右拉，在固定块的作用下使弹簧被压缩，两组限位盘距离拉大，从而方便将转筒取下，便于对红外线成像仪进行更换维护，方便检修。

2、该数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，在飞行器受撞脱离控制时，撞击监测模块检测到受撞力度，达到危险数值时，侧面的闪烁筒灯开始发光，便于使用者找到该飞行器，光伏储能板能够起到一定的节能效果，使装置安全实用。

3、该数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，通过第一电机调整转动架水平转动，改变红外线成像仪的水平捕捉方位，将第二电机驱动，可带动转筒纵向转动，改变红外线成像仪的纵向捕捉方位，即可实现广视角三维成像，装置成本更低，使用更为便捷。

附图说明

图1为本发明提出的一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法结构示意图；

图2为本发明提出的一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法图1中整体仰视图；

图3为本发明提出的一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法转动架的整体结构图；

图4为本发明提出的一种数据采集用飞行器及其三维地理成像方法红外线成像仪与防尘盖结构图。

图中：1上端架、2光伏储能板、3螺旋桨、4U型支架、5飞行器主机、6转动架、7充电接头、8type-C数据传输口、9撞击监测模块、10闪烁筒灯、11红外线成像仪、12第二电机、13主齿轮、14从齿轮、15转杆、16限位盘、17第一电机、18固定块、19把手、20推拉杆、21弹簧、22防尘盖、23转筒、24十字形卡槽、25凸起。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1-4，一种数据采集用飞行器，包括飞行器主机5，所述飞行器主机5的上端面固定设置有上端架1，所述上端架1的顶部固定设置有光伏储能板2，在外部环境进行工作时，光伏储能板2可以进行充能使用，节省电量，提高续航，外侧的四周均设置有螺旋桨3，所述所述飞行器主机5的底部设置有两组U型支架4和第一电机17，所述第一电机17的输出端固定设置有转动架6，将第一电机17驱动，使下端的转动架6整体水平转动，改变图像捕捉方位，所述转动架6上可拆卸安装有转筒23以及用于转动转筒23的调节件，调节件可用于改变红外线成像仪11的纵向角度，提高图像捕捉视角，所述转筒23的底部固定连接有红外线成像仪11，红外线成像仪11用于三维捕捉成像；

所述转动架6的两侧壁分别设置有转杆15和推拉杆20，所述转杆15与推拉杆20相对的一侧均设置有限位盘16，所述推拉杆20的另一端贯穿至转动架6外侧且设置有把手19，所述推拉杆20的外侧还套设有弹簧21以及对弹簧21限位的两组固定块18，握住把手19并将其右推，使推拉杆20带动固定块18移动并将弹簧21压缩，两组限位盘16距离拉远，可将转筒23整体快速取下，实现便于拆装的目的。

进一步地，所述转筒23的两端部均加工有十字形卡槽24，两组所述限位盘16相对的一侧均设置有卡入十字形卡槽24内的十字卡块，在安装转筒23时，限位盘16上的十字卡块对应卡入十字形卡槽24内，提高其安装稳定性，且起到一定限位作用，实现方位的调整。

进一步地，所述飞行器主机5的侧面固定设置有撞击监测模块9、充电接头7和type-C数据传输口8，所述飞行器主机5的侧面还固定设置有多组与撞击监测模块9电性连接的闪烁筒灯10，当飞行器不慎撞到障碍物坠落时，监测模块9及时控制侧面的闪烁筒灯10发光，方便使用者能够及时找到飞行器，充电接头7和type-C数据传输口8的设置提高装置的功能性，可以进行充电，也可以将捕捉的数据进行传送。

进一步地，所述调节件包括固定设置于转动架6侧面的第二电机12，所述第二电机12的输出端设置有主齿轮13，所述转杆15的外侧固定设置有与主齿轮13啮合的从齿轮14，将第二电机12启动，使主齿轮13旋转，在啮合下推动从齿轮14转动，使转杆15旋转，通过左侧的限位盘16带动转筒23整体进行纵向转动，即可调整图像捕捉的纵向角度。

进一步地，所述转杆15的端部通过轴承与转动架6可转动连接，与限位盘16固定连接，所述转动架6的另一侧加工有与推拉杆20匹配的穿孔，且推拉杆20的另一端通过轴承与限位盘16可转动连接，使左侧的限位盘16转动在推动转筒23旋转时，右侧的限位盘16转动不会对推拉杆20造成矛盾，使结构更加合理。

进一步地，所述红外线成像仪11的底部设置有防尘盖22，所述防尘盖22的内侧固定设置有多组凸起25，所述红外线成像仪11的外表面加工有与凸起25匹配的凹槽，在装置不使用时，防尘盖22通过凸块25卡入凹槽内，安装在红外线成像仪11底部，对镜头起到一定的防尘保护作用。

一种三维地理成像方法，包括以下步骤：

首先通过将红外线成像仪11内的半导体激光器打开，发射红外光线；

发出的红外光线会先经过红外放大镜片进行放大处理，使激光范围增大，覆盖的区域面更广泛；

通过红外线区域覆盖，接触到障碍物时，原路返回，并通过红外线缩小镜片将激光范围缩小；

被红外线缩小镜片收集的光线投射到CMOS阵列上，最后由信号处理器通过函数运算，得出具体的模型参数，实现三维成像。

该成像方法用于此飞行器，可以非常便捷的对区域内的的范围进行成像，其成本低廉，且操作便捷。

综上所述，该数据采集用飞行器及其三维地理成像方法，通过将螺旋桨3驱动，使飞行器飞行，红外线成像仪11用于对部分区域进行捕捉成像，将第一电机17驱动，使转动架6水平转动，改变红外线成像仪11的水平方位，再配合第二电机12的驱动，使主齿轮13旋转，在啮合下推动从齿轮14转动，使转杆15旋转，通过左侧的限位盘16带动转筒23整体进行纵向转动，即可调整图像捕捉的纵向角度，从而大大加强该红外线成像仪11的图像捕捉范围，握住把手19并将其右推，使推拉杆20带动固定块18移动并将弹簧21压缩，两组限位盘16距离拉远，可将转筒23整体快速取下，实现便于拆装的目的，方便后续日常维护，当飞行器不慎撞到障碍物坠落时，监测模块9及时控制侧面的闪烁筒灯10发光，方便使用者能够及时找到飞行器，使得装置更加安全适用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种数据采集用飞行器，包括飞行器主机(5)，其特征在于：所述飞行器主机(5)的上端面固定设置有上端架(1)，所述上端架(1)的顶部固定设置有光伏储能板(2)，外侧的四周均设置有螺旋桨(3)，所述所述飞行器主机(5)的底部设置有两组U型支架(4)和第一电机(17)，所述第一电机(17)的输出端固定设置有转动架(6)，所述转动架(6)上可拆卸安装有转筒(23)以及用于转动转筒(23)的调节件，所述转筒(23)的底部固定连接有红外线成像仪(11)；

所述转动架(6)的两侧壁分别设置有转杆(15)和推拉杆(20)，所述转杆(15)与推拉杆(20)相对的一侧均设置有限位盘(16)，所述推拉杆(20)的另一端贯穿至转动架(6)外侧且设置有把手(19)，所述推拉杆(20)的外侧还套设有弹簧(21)以及对弹簧(21)限位的两组固定块(18)。

2.根据权利要求1所述的一种数据采集用飞行器，其特征在于：所述转筒(23)的两端部均加工有十字形卡槽(24)，两组所述限位盘(16)相对的一侧均设置有卡入十字形卡槽(24)内的十字卡块。

3.根据权利要求1所述的一种数据采集用飞行器，其特征在于：所述飞行器主机(5)的侧面固定设置有撞击监测模块(9)、充电接头(7)和type-C数据传输口(8)，所述飞行器主机(5)的侧面还固定设置有多组与撞击监测模块(9)电性连接的闪烁筒灯(10)。

4.根据权利要求1所述的一种数据采集用飞行器，其特征在于：所述调节件包括固定设置于转动架(6)侧面的第二电机(12)，所述第二电机(12)的输出端设置有主齿轮(13)，所述转杆(15)的外侧固定设置有与主齿轮(13)啮合的从齿轮(14)。

5.根据权利要求4所述的一种数据采集用飞行器，其特征在于：所述转杆(15)的端部通过轴承与转动架(6)可转动连接，与限位盘(16)固定连接，所述转动架(6)的另一侧加工有与推拉杆(20)匹配的穿孔，且推拉杆(20)的另一端通过轴承与限位盘(16)可转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种数据采集用飞行器，其特征在于：所述红外线成像仪(11)的底部设置有防尘盖(22)，所述防尘盖(22)的内侧固定设置有多组凸起(25)，所述红外线成像仪(11)的外表面加工有与凸起(25)匹配的凹槽。

7.一种三维地理成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)首先通过将红外线成像仪(11)内的半导体激光器打开，发射红外光线；

2)发出的红外光线会先经过红外放大镜片进行放大处理，使激光范围增大，覆盖的区域面更广泛；

3)通过红外线区域覆盖，接触到障碍物时，原路返回，并通过红外线缩小镜片将激光范围缩小；

4)被红外线缩小镜片收集的光线投射到CMOS阵列上，最后由信号处理器通过函数运算，得出具体的模型参数，实现三维成像。

Images