CN206926836U - 一种多功能智能无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能智能无人机，包括机体、设置在机体内的主控器，以及与主控器分别电相连的三轴云台、摄像头、激光测距仪、GPS模块和2.4GHZ无线传输模块，所述三轴云台包括X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构，所述主控器、X轴动力驱动控制电路板、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板依次通信相连，所述三轴云台上连接有安装板，所述摄像头和激光测距仪分别设置在安装板上。本实用新型所提供的多功能智能无人机结构紧凑高效，能实现三维全角度全景拍摄，且拍摄过程稳定精确，另外，可实现了对目标的精确识别和测量。

Description

一种多功能智能无人机

技术领域

本实用新型涉及一种多功能智能无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，英文缩写为UAV，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人机广泛应用于消防救援、森林防火、海防巡查、公安巡逻、特警防爆、地质勘查、电力巡检、农作物监测、环境监测、影视拍摄、街景拍摄、快递投递、灾后救援、遥感测绘等领域。

随着民用无人机的普及，人们对于无人机的功能需求越来越多，当前无人机的基础功能已经无法满足人们的需求。现有的无人机结构臃肿、安装不方便。另外，现有的无人机在进行拍照时，拍摄视角较窄，且调整拍摄角度较难，不够精确，无法满足诸多领域上的拍摄需求，而且，不能对目标进行精确地识别和测量。

实用新型内容

本实用新型目的是，针对现有上述各种技术的缺点与不足，经过分析、实验及使用，提供一种多功能智能无人机，该多功能智能无人机结构紧凑， 性能好，实现了三维全角度全景拍摄，且拍摄过程稳定精确，实现了对目标的精确识别和测量。

本实用新型的具体方案是：一种多功能智能无人机，包括机体、设置在机体内的主控器，以及与主控器分别电相连的三轴云台、摄像头、激光测距仪、GPS模块和2.4GHZ无线传输模块，所述三轴云台连接在机体下部，所述三轴云台包括X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构，

所述X轴转动机构包括X轴固定盖和X轴转动盖，所述X轴固定盖套置于X轴定子外，在X轴固定盖内部嵌入有X轴动力驱动控制电路板；所述X轴转动盖套置于X轴转子外，所述X轴转子与X轴动力驱动控制电路板电连接，所述X轴转子通过X轴转轴与所述X轴定子转动连接，所述X轴转动盖与所述X轴固定盖共同形成X轴组合装配体；

所述Y轴转动机构包括Y轴固定盖和Y轴转动盖，所述Y轴固定盖套置于Y轴定子外并通过第一L形连杆与所述X轴转动盖固定相连，在Y轴固定盖内部嵌入有Y轴动力驱动控制电路板；所述Y轴转动盖套置于Y轴转子外，所述Y轴转子与Y轴动力驱动控制电路板电连接，所述Y轴转子通过第二L形连杆与所述Y轴定子转动连接，所述Y轴转动盖与所述Y轴固定盖共同形成Y轴组合装配体；

所述Z轴转动机构包括Z轴固定盖和Z轴转动盖，所套Z轴固定盖置于Z轴定子外并通过第二L形连杆与所述Y轴转动盖固定相连，在Z轴固定盖内部嵌入有Z轴动力驱动控制电路板；所述Z轴转动盖嵌入所述 安装板内并套置于Z轴转子外，所述Z轴转子通过Z轴转轴与所述Z轴定子转动连接，所述Z轴转子与Z轴动力驱动控制电路板电连接，所述Z轴转动盖与所述Z轴固定盖共同形成Z轴组合装配体；

所述主控器、X轴动力驱动控制电路板、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板依次通信相连，

所述摄像头和激光测距仪分别设置在安装板上，所述激光测距仪的镜头端面与摄像头的镜头端面共面。

作为本实用新型进一步改进，还包括通信电缆，所述X轴转轴、Y轴转轴和Z轴转轴均为空心轴，所述第一L形连杆和第二L形连杆均为空心轴，所述通信电缆依次插装在X轴转轴、第一L形连杆、Y轴转轴、第二L形连杆、Z轴转轴内将X轴动力驱动控制电路板、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板连接起来。

作为本实用新型进一步改进，所述X轴转子、Y轴转子和Z轴转子上均设置有连接通信电缆的转动角度控制电路。

作为本实用新型进一步改进，所述安装板上还安装有热成像仪，所述热成像仪与主控器电连接。

采用上述技术方案，本实用新型产生的技术效果有：本实用新型所提供的多功能智能无人机结构设计合理，紧凑高效，能实现三维全角度全景拍摄，且拍摄过程稳定精确，实现了对目标的精确识别和测量。另外，本实用新型所提供的多功能智能无人机可通过GPS模块实现卫星定位， 通过2.4GHZ无线传输模块与VR头盔、遥控器等控制终端通信连接，从而实现了无人机的位置跟踪，控制拍摄。摄像头和激光测距仪的设置拓宽了本实用新型的多功能智能无人机应用，可实现对多个移动目标进行精确识别和测量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多功能智能无人机的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的三轴云台的结构示意图；

图3本实用新型实施例提供的X轴转动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1和图2，本实用新型实施例提供一种多功能智能无人机。该多功能智能无人机，包括无人机的机体、设置在机体内的主控器，以及与主控器分别电相连的三轴云台、摄像头、激光测距仪、GPS模块和2.4GHZ无线传输模块，三轴云台连接在机体下部，摄像头和激光测距仪设置在三轴云台上。

参考图2，三轴云台包括X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构，三者分别处于三个彼此相互垂直的平面空间上，且上述三者均可在各自的平面空间上实现任意角度旋转。其中，X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构三者结构相同。

参考图3，X轴转动机构包括X轴固定盖11和X轴转动盖12，X轴固定盖11和X轴转动盖12为直径相同的圆筒结构，三轴云台通过X轴 固定盖11连接在机体下部，所述X轴固定盖11套置于X轴定子13外，在X轴固定盖11内部嵌入有X轴动力驱动控制电路板15，X轴动力驱动控制电路板15固定在X轴固定盖11的内壁上或者固定在X轴定子13上；所述X轴转动盖12套置于X轴转子14外，所述X轴转子14与X轴动力驱动控制电路板15电连接，所述X轴转子14中间固定有X轴转轴141，所述X轴转子14通过X轴转轴141与所述X轴定子13转动连接，所述X轴转动盖12与所述X轴固定盖11共同形成X轴组合装配体。

Y轴转动机构包括Y轴固定盖21和Y轴转动盖22，Y轴固定盖21和Y轴转动盖22为直径相同的圆筒结构，所述Y轴固定盖套21置于Y轴定子外并通过第一L形连杆4与所述X轴转动盖12固定相连，在Y轴固定盖21内部嵌入有Y轴动力驱动控制电路板；所述Y轴转动盖22套置于Y轴转子外，所述Y轴转子与Y轴动力驱动控制电路板电连接，所述Y轴转子通过第二L形连杆5与所述Y轴定子转动连接，所述Y轴转动盖22与所述Y轴固定盖21共同形成Y轴组合装配体。

Z轴转动机构包括Z轴固定盖31和Z轴转动盖32，Z轴固定盖31和Z轴转动盖32为直径相同的圆筒结构，所套Z轴固定盖31置于Z轴定子外并通过第二L形连杆5与所述Y轴转动盖22固定相连，在Z轴固定盖31内部嵌入有Z轴动力驱动控制电路板；所述Z轴转动盖32嵌入所述安装板6内并套置于Z轴转子外，所述Z轴转子通过Z轴转轴与所述Z轴定子转动连接，所述Z轴转子与Z轴动力驱动控制电路板电连接，所述 Z轴转动盖32与所述Z轴固定盖31共同形成Z轴组合装配体。

主控器、X轴动力驱动控制电路板15、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板依次通信相连，具体的，主控器还外接有通信电缆，所述X轴转轴141、Y轴转轴和Z轴转轴均为空心轴，所述第一L形连杆4和第二L形连杆5均为空心轴，所述通信电缆依次插装在X轴转轴141、第一L形连杆4、Y轴转轴、第二L形连杆5、Z轴转轴内将X轴动力驱动控制电路板15、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板连接起来。X轴转子14、Y轴转子和Z轴转子上均设置有连接通信电缆的转动角度控制电路。

摄像头和激光测距仪分别设置在安装板6上，所述激光测距仪的镜头端面与摄像头的镜头端面共面。

另外，安装板6上还安装有热成像仪，所述热成像仪与主控器电连接。

需要说明的是，热成像仪设置在可360旋转的三轴云台上，可增强本实用新型实施例多功能智能无人机的应用性，可更好应用于消防救援、森林防火、海防巡查、公安巡逻、特警防爆、地质勘查、电力巡检、灾后救援等领域，更快地发下热源。

需要说明的是，主控器的三轴云台控制信号输出端与三轴云台的控制信号输入端连接，主控器可控制X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构在三维上进行转动，从而带动摄像头和激光测距仪转动，实现全角度全景拍摄和测量。主控器的摄像控制信号输出端与摄像头的控制信号输 入端连接，主控器的摄像信号输入端与摄像头的信号输出端连接，主控器的测量信号输入端与激光测距仪的信号输出端连接。

另外，摄像头和激光测距仪的设置拓宽了本实用新型的多功能智能无人机应用，可实现对固定和移动目标进行精确识别和测量。

本实用新型的多功能智能无人机对移动目标测量原理如下：依据透镜成像原理可得f/d＝F/D(与目标物相距的距离F、目标物实际宽度/高度D、镜头焦距f、目标物的图像宽度d)

开始时，目标由摄像头和激光测距仪共同锁定，与目标物相距的距离F由激光模块测量得到，f为已知，d可由程序获取，那么可得到D＝F/(f/d)；

之后，目标由摄像头锁定，视频目标物跟踪测距f为已知，d可由程序获取，D为固定值已由上面运算得到数值，那么F＝D*(f/d)。

其中，摄像头获取前方目标的实时视频，然后通过视频识别算法识别目标相关的信息，然后将目标在图像上的坐标信息发送给主控器，从而控制三轴云台，固定在三轴云台上的激光测距仪就会指向该目标，并将测得距离数据返回给主控器，若有多个目标，则视频识别算法模块会把多个目标的的位置数据传输到主控器，然后依次驱动三轴云台，并用激光测距仪依次对目标的测距。测距完成之后，则关闭激光测距仪节省电源，该由摄像头一直视频跟踪，利用摄像头可以实现同时跟踪并测量多个目标。

本实用新型实施例的多功能智能无人机可通过GPS模块实现卫星定位，通过2.4GHZ无线传输模块与VR头盔、遥控器等控制终端通信连接， 从而实现了无人机的位置跟踪，控制拍摄。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种多功能智能无人机，其特征在于：包括机体、设置在机体内的主控器，以及与主控器分别电相连的三轴云台、摄像头、激光测距仪、GPS模块和2.4GHZ无线传输模块，所述三轴云台连接在机体下部，所述三轴云台包括X轴转动机构、Y轴转动机构和Z轴转动机构，

所述X轴转动机构包括X轴固定盖和X轴转动盖，所述X轴固定盖套置于X轴定子外，在X轴固定盖内部嵌入有X轴动力驱动控制电路板；所述X轴转动盖套置于X轴转子外，所述X轴转子与X轴动力驱动控制电路板电连接，所述X轴转子通过X轴转轴与所述X轴定子转动连接，所述X轴转动盖与所述X轴固定盖共同形成X轴组合装配体；

所述Y轴转动机构包括Y轴固定盖和Y轴转动盖，所述Y轴固定盖套置于Y轴定子外并通过第一L形连杆与所述X轴转动盖固定相连，在Y轴固定盖内部嵌入有Y轴动力驱动控制电路板；所述Y轴转动盖套置于Y轴转子外，所述Y轴转子与Y轴动力驱动控制电路板电连接，所述Y轴转子通过第二L形连杆与所述Y轴定子转动连接，所述Y轴转动盖与所述Y轴固定盖共同形成Y轴组合装配体；

所述Z轴转动机构包括Z轴固定盖和Z轴转动盖，所套Z轴固定盖置于Z轴定子外并通过第二L形连杆与所述Y轴转动盖固定相连，在Z轴固定盖内部嵌入有Z轴动力驱动控制电路板；所述Z轴转动盖嵌入安装板内并套置于Z轴转子外，所述Z轴转子通过Z轴转轴与所述Z轴定子 转动连接，所述Z轴转子与Z轴动力驱动控制电路板电连接，所述Z轴转动盖与所述Z轴固定盖共同形成Z轴组合装配体；

所述主控器、X轴动力驱动控制电路板、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板依次通信相连，

所述摄像头和激光测距仪分别设置在安装板上，所述激光测距仪的镜头端面与摄像头的镜头端面共面。

2.根据权利要求1所述的多功能智能无人机，其特征在于：还包括通信电缆，所述X轴转轴、Y轴转轴和Z轴转轴均为空心轴，所述第一L形连杆和第二L形连杆均为空心轴，所述通信电缆依次插装在X轴转轴、第一L形连杆、Y轴转轴、第二L形连杆、Z轴转轴内将X轴动力驱动控制电路板、Y轴动力驱动控制电路板以及Z轴动力驱动控制电路板连接起来。

3.根据权利要求2所述的多功能智能无人机，其特征在于：所述X轴转子、Y轴转子和Z轴转子上均设置有连接通信电缆的转动角度控制电路。

4.根据权利要求1所述的多功能智能无人机，其特征在于：所述安装板上还安装有热成像仪，所述热成像仪与主控器电连接。