CN206209409U - 无人机控制系统和无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了无人机控制系统和无人机，涉及无人机技术领域，包括：集成箱体和计算机，集成箱体包括设置于集成箱体外部的扫描仪，通过集成箱体采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量无人机到输电线路的空间距离，并将位置信息、方向信息和激光信息发送给计算机，通过计算机接收集成箱体发送的位置信息、方向信息和激光信息，对位置信息、方向信息和激光信息进行处理，生成点云数据，从而可以精确测量无人机的输电线路空间距离，并识别障碍物，使巡线测距更高效和快捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及无人机控制系统和无人机。
背景技术
目前，无人机技术应用于输电线路巡检作用显著，它不受地形地貌限制，尤其适用于险峻山区、多河流地貌下的巡线工作。
机载高清摄像设备可对输电线路进行在线定位和监控并及时回传实况，利于发现排除线路缺陷及重大隐患，巡查效率大大提高，节省大量人力物力。但是，无人机工作环境多变并且无法预测，可能会受到天气或者树木、建筑物等障碍物的影响，这给无人机对输电线路空间距离的测量造成不利影响，也给输电线路的巡检的准确性带来不利影响，从而可能会造成严重的输电线路安全隐患。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供无人机控制系统和无人机，可以精确测量无人机的输电线路空间距离，并识别障碍物，使巡线测距更高效和快捷。
第一方面，本实用新型实施例提供了无人机控制系统，所述系统包括：集成箱体和计算机；
所述集成箱体，与所述计算机相连接，用于测量所述无人机到输电线路的空间距离，并采集位置信息、方向信息和激光信息，并将所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息发送给所述计算机；
所述计算机，与所述集成箱体相连接，用于接收所述集成箱体发送的所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息，对所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息进行处理，生成点云数据。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述集成箱体包括设置于所述集成箱体内部的GPS定位系统；
所述GPS定位系统，与所述计算机相连接，用于采集所述位置信息。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述集成箱体还包括设置于所述集成箱体内部的惯性导航INS系统；
所述INS系统，与所述计算机相连接，用于采集所述方向信息。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述集成箱体还包括设置于所述集成箱体外部的扫描仪；
所述扫描仪，与所述计算机相连接，用于对所述输电线路和障碍物进行扫描，从而获取所述激光信息。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述GPS定位系统的输入信号线设置在所述集成箱体的外部，所述GPS定位系统的输出信号线与所述INS系统的输入信号线、所述扫描仪的输入信号线和预警装置的输入信号线以及所述计算机相连接。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述INS系统的输出信号线和所述扫描仪的输出信号线分别与所述计算机相连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述集成箱体通过箱体连接杆与所述无人机的机体腹部相连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述位置信息包括高度信息。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述集成箱体的电源线与所述无人机电源相连接。
第二方面，本实用新型实施例还提供无人机，包括如上所述的无人机控制系统。
本实用新型实施例提供了无人机控制系统和无人机，包括集成箱体和计算机，集成箱体和计算机相连接，通过集成箱体采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量无人机到输电线路的空间距离，并将位置信息、方向信息和激光信息发送给计算机，通过计算机接收集成箱体发送的位置信息、方向信息和激光信息，对位置信息、方向信息和激光信息进行处理，生成点云数据，从而可以精确测量无人机的输电线路空间距离，并识别障碍物，使巡线测距更高效和快捷。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、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实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的无人机控制系统示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的集成箱体与无人机的连接结构示意图；
图3为本实用新型实施例一提供的扫描仪测量示意图；
图4为本实用新型实施例二提供的无人机控制方法流程图。
图标：
10-集成箱体；11-GPS定位系统；12-INS系统；13-扫描仪；20-无人机电源；30-计算机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
针对现有技术中，无人机输电线路空间距离测距带来的不利影响，本实用新型提供了无人机控制系统和无人机，通过集成箱体采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量无人机到输电线路的空间距离，并将位置信息、方向信息和激光信息发送给计算机，通过计算机接收集成箱体发送的位置信息、方向信息和激光信息，对位置信息、方向信息和激光信息进行处理，生成点云数据，从而可以精确测量无人机的输电线路空间距离，并识别障碍物，使巡线测距更高效和快捷。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例进行详细介绍，
实施例一：
图1为本实用新型实施例一提供的无人机控制系统示意图。
参照图1，该系统包括集成箱体10、无人机电源20和计算机30。其中，集成箱体10包括GPS定位系统11、INS系统12和扫描仪13。
集成箱体10包括设置于所述集成箱体10外部的扫描仪13；
集成箱体10，与所述计算机30相连接，用于采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量所述无人机到输电线路的空间距离，并将所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息发送给所述计算机30；
具体地，集成箱体10测量无人机到输电线路的空间距离，可参照图3，扫描仪的内部坐标系统由横向扫描面内的X和Y轴以及纵向扫描面内的Z轴组成。X轴、Y轴和Z轴两两垂直构成一个三维直角坐标系。将被检测点Q通过脉冲测距法，得到被检测点Q的距离观测值R，扫描仪利用脉冲测距法可实现无人机输电线路空间距离的测量。
通过扫描仪内部的精密时钟控制编码器，获取激光脉冲的横向扫描角度α和纵向扫描角度β；
根据距离观测值R、横向扫描角度α和纵向扫描角度β，获取被检测点的三维坐标。
这里，Q’是Q在横向扫描面内的投影点。扫描仪对于Q点的三维坐标计算公式由公式(1)可知。
获取扫描仪发射出的脉冲信号到达物体表面，并反射给扫描仪的时间差；
根据时间差，得到脉冲信号的往返路程。
这里，通过时间差得到脉冲信号的往返路程，具体可参照公式(2)。
被检测点的三维坐标包括X轴、Y轴和Z轴，根据公式(1)分别计算所述X轴、所述Y轴和所述Z轴：
其中，R为所述距离观测值，α为所述横向扫描角度，β为所述纵向扫描角度。
根据公式(2)计算所述脉冲信号的往返路程：
S＝1/2*Δt*c (2)
其中，S为所述脉冲信号的往返路程，Δt为所述时间差，c为光速。
所述计算机30，与所述集成箱体10相连接，用于接收所述集成箱体10发送的所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息，对所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息进行处理，生成点云数据。
进一步的，所述集成箱体10包括设置于所述集成箱体内部的GPS定位系统11；
GPS定位系统11，与所述计算机30相连接，用于采集位置信息；
进一步的，所述集成箱体10包括设置于所述集成箱体内部的INS系统12；
INS系统12，与所述计算机30相连接，用于采集方向信息；
进一步的，所述集成箱体还包括设置于所述集成箱体外部的扫描仪13；
扫描仪13，与所述计算机30相连接，用于对输电线路和障碍物进行扫描，从而获取激光信息。
进一步的，所述GPS定位系统11的输入信号线设置在所述集成箱体10的外部，所述GPS定位系统11的输出信号线与所述INS系统12的输入信号线、所述扫描仪13的输入信号线和预警装置的输入信号线以及所述计算机30相连接；
进一步的，所述INS系统12的输出信号线和所述扫描仪13的输出信号线分别与所述计算机30相连接。
进一步的，所述集成箱体10通过箱体连接杆与所述无人机的机体腹部相连接。
这里，集成箱体10与无人机的机体腹部是通过箱体连接杆连接的，具体可参照图2，箱体连接杆是可转动的，无人机飞行姿态改变时，根据INS系统12提供的方向信息以及GPS定位系统11提供的高度信息，计算机30控制箱体连接杆转动。
这里，位置信息包括高度信息。
具体地，计算机30还用于在无人机的飞行姿态改变的情况下，根据所述方向信息和所述高度信息控制所述箱体连接杆转动，调整所述集成箱体10与所述无人机的机体之间的倾斜角度。
计算机30还用于控制扫描仪扫描目标物体的角度，并改变扫描仪的参数信息。
其中，扫描仪的参数信息包括扫描角度和扫描时长。
这里，扫描仪的参数信息不仅包括扫描角度和扫描时长，还包括其他参数信息。
进一步的，所述集成箱体10的电源线与所述无人机电源20相连接。
一种无人机，包括如上所述的无人机控制系统。
本实用新型实施例提供了无人机控制系统，包括：通过集成箱体采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量无人机到输电线路的空间距离，并将位置信息、方向信息和激光信息发送给计算机，通过计算机接收集成箱体发送的位置信息、方向信息和激光信息，对位置信息、方向信息和激光信息进行处理，生成点云数据，从而可以精确测量无人机的输电线路空间距离，并识别障碍物，使巡线测距更高效和快捷。
实施例二：
图4为本实用新型实施例二提供的无人机控制方法流程图。
参照图4，该方法包括以下步骤：
步骤S101，采集位置信息、方向信息和激光信息，以及测量无人机到输电线路的空间距离；
这里，采集位置信息可通过GPS定位系统进行采集，采集方向信息可通过INS系统进行采集，采集激光信息可通过扫描仪进行采集。
步骤S102，对位置信息、方向信息和激光信息进行处理，生成点云数据。
具体地，无人机飞行姿态改变时，根据INS系统提供的方向信息以及GPS定位系统提供的高度信息，计算机控制连接杆转动，调整箱体与无人机机体之间的倾斜角度，使扫描仪处于适合扫描目标物体的角度，并改变扫描仪扫描角度、扫描时长等参数信息。
本实用新型实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种无人机控制系统，其特征在于，所述系统包括：集成箱体和计算机；
所述集成箱体，与所述计算机相连接，用于测量所述无人机到输电线路的空间距离，并采集位置信息、方向信息和激光信息，并将所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息发送给所述计算机；
所述计算机，与所述集成箱体相连接，用于接收所述集成箱体发送的所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息，对所述位置信息、所述方向信息和所述激光信息进行处理，生成点云数据。
2.根据权利要求1所述的无人机控制系统，其特征在于，所述集成箱体包括设置于所述集成箱体内部的GPS定位系统；
所述GPS定位系统，与所述计算机相连接，用于采集所述位置信息。
3.根据权利要求2所述的无人机控制系统，其特征在于，所述集成箱体还包括设置于所述集成箱体内部的惯性导航INS系统；
所述INS系统，与所述计算机相连接，用于采集所述方向信息。
4.根据权利要求3所述的无人机控制系统，其特征在于，所述集成箱体还包括设置于所述集成箱体外部的扫描仪；
所述扫描仪，与所述计算机相连接，用于对所述输电线路和障碍物进行扫描，从而获取所述激光信息。
5.根据权利要求4所述的无人机控制系统，其特征在于，所述GPS定位系统的输入信号线设置在所述集成箱体的外部，所述GPS定位系统的输出信号线与所述INS系统的输入信号线、所述扫描仪的输入信号线和预警装置的输入信号线以及所述计算机相连接。
6.根据权利要求5所述的无人机控制系统，其特征在于，所述INS系统的输出信号线和所述扫描仪的输出信号线分别与所述计算机相连接。
7.根据权利要求1所述的无人机控制系统，其特征在于，所述集成箱体通过箱体连接杆与所述无人机的机体腹部相连接。
8.根据权利要求1所述的无人机控制系统，其特征在于，所述位置信息包括高度信息。
9.根据权利要求1所述的无人机控制系统，其特征在于，所述集成箱体的电源线与所述无人机电源相连接。
10.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1-权利要求9任一项所述的无人机控制系统。
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Cited By (3)
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| CN109362127A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-02-19 | 新疆联海创智信息科技有限公司 | 一种无线电磁信号扫描定位系统及方法 |
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| CN112051228A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-08 | 浙江华云清洁能源有限公司 | 一种输电线路巡检报告生成方法、装置和系统 |
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