CN209889135U

CN209889135U - 一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置

Info

Publication number: CN209889135U
Application number: CN201920543454.1U
Authority: CN
Inventors: 何海清; 周俊超; 安谱阳; 严椰丽; 俞静
Original assignee: East China Institute of Technology
Current assignee: East China Institute of Technology
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2020-01-03
Anticipated expiration: 2029-04-22

Abstract

本实用新型提供了一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，它包括供电模块、固定模块和多光谱传感器模块；其中，固定模块包括上固定板、减震球、下固定板和悬挂杆，上固定板与供电模块连接，下固定板通过减震球与上固定板连接，悬挂杆与下固定板连接；多光谱传感器模块包括固定框、减震板、多光谱传感器、减震框、凹形固定框、滤光片和摄影镜头，固定框与悬挂杆连接，多光谱传感器通过减震板与固定框连接，凹形固定框通过减震框与多光谱传感器连接，摄影镜头与凹形固定框连接，滤光片可拆卸地设置在凹形固定框内；供电模块与多光谱传感器电性连接。本实用新型能够减小在采集遥感影像时风力的影响，并且易改装，可更换滤光片。

Description

一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置

技术领域

本实用新型涉及遥感对地观测领域，尤其涉及一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置。

背景技术

目前，国内外研发用于无人机搭载的多光谱影像采集装置是由两个或多个镜头组成且适用于固定翼或体积较大的无人机飞行平台，并不适用于轻小型无人机飞行平台，当前国内外并未有针对轻小型电驱飞行平台的民用低空多光谱遥感影像采集装置。基于固定翼无人机飞行平台对地观测模块大多未搭载自稳云台进行对地观测数据采集，且固定翼无人机平台搭载的设备较多，导致搭载的无人机设备体积较大，多镜头同时工作大大增加了耗电量，仅利用搭载的供电设备无法满足轻小型电驱飞行平台搭载多镜头进行遥感的需要；而加载容量更大的电池势必增加轻小型无人机的载荷，也将明显缩减无人机滞空作业时间。此外，通过增加电池组可能影响轻小型无人机的平衡性，致使在高空作业时不易控制，并存在安全系数低、成本高、操作不便等缺陷。

另外，空中相比地面风力更强，常用的固定翼无人机多光谱遥感影像采集装置未搭载自稳系统，会因风力影响而晃动，严重影响对地观测遥感影像质量。

还有，当前的多光谱遥感影像采集装置大多不支持改装，致使灵活性不强，难以大范围普及。其配件设施不支持用户根据实际应用需要更换滤光片，只能采集某些固定波段影像。一台设备只能采集一种或两种多光谱数据，不支持拆卸、配件更换、配件维护等，一机只能满足单一需求，且大多多光谱相机价格也较为昂贵。

发明内容

针对现有的多光谱遥感影像采集装置存在体积较大、质量较重、不易改装、平台移植性差等缺点，本实用新型提供一种新的轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置。

一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，包括供电模块、固定模块和多光谱传感器模块；其中，固定模块包括上固定板、减震球、下固定板和悬挂杆，上固定板与供电模块连接，下固定板通过减震球与上固定板连接，悬挂杆与下固定板连接；多光谱传感器模块包括固定框、减震板、多光谱传感器、减震框、凹形固定框、滤光片和摄影镜头，固定框与悬挂杆连接，多光谱传感器通过减震板与固定框连接，凹形固定框通过减震框与多光谱传感器连接，摄影镜头与凹形固定框连接，滤光片可拆卸地设置在凹形固定框内；供电模块与多光谱传感器电性连接。

在使用时，将该装置安装在轻小型无人机下方，其中轻小型无人机利用垂直轴连接供电模块。供电模块向多光谱传感器供电，通过多光谱传感器实现低空采集遥感影像的功能。固定模块设置了减震球，多光谱传感器模块设置了减震板和减震框，因此能有效地对冲风力所带来的影响，极大程度上减轻晃动。在多光谱传感器模块的凹形固定框内，滤光片可拆卸地设置，因此可以更换滤光片。

进一步地，所述的供电模块包括上隔板、支撑柱、下隔板、蓄电池、控制器和稳压器，上隔板通过支撑柱与下隔板连接，蓄电池、控制器和稳压器设置在上隔板和下隔板之间，蓄电池、控制器、稳压器之间电性连接，稳压器与多光谱传感器电性连接。

进一步地，所述的轻小型无人机为四旋翼轻小型无人机。

更进一步地，所述的四旋翼轻小型无人机包括机体、支撑脚架、四个无刷电机、四个电调(电子调速器)、四个螺旋桨、机体供电蓄电池组、调压/稳压器、GPS/IMU模块(GPS/IMU组合导航系统)和飞行控制器，机体上安装四个无刷电机，每个无刷电机连接一个螺旋桨，每个无刷电机分别连接一个电调，机体供电蓄电池组、调压/稳压器、四个无刷电机、GPS/IMU模块、飞行控制模块之间电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：(1)本实用新型利用轻小型无人机搭载改装的多光谱传感器，实现了低空环境下高精度多光谱遥感影像采集；(2)本实用新型能够有效的减少受风力影响产生的晃动，保证垂直对地观测和遥感影像质量；(3)本实用新型易拆卸、易改装，根据应用需求加载不同滤光片采集不同波段遥感影像，实现了一机多用，具有易改装、波段可控、体积小、易拆卸、易操作等特点，大幅降低了多光谱影像获取成本；(4)本实用新型结构简单耐用、质量较轻、易安装和维护、成本低、数据采集方式灵活、滞空作业时间长、作业效率高。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型一个实施例中供电模块的前视示意图。

图3是本实用新型一个实施例中供电模块的侧视示意图。

图4是本实用新型一个实施例中供电模块的俯视示意图。

图5是本实用新型一个实施例中固定模块的前视示意图。

图6是本实用新型一个实施例中固定模块的侧视示意图。

图7是本实用新型一个实施例中固定模块的仰视示意图。

图8是本实用新型一个实施例中多光谱传感器模块的前视示意图。

图9是本实用新型一个实施例中多光谱传感器模块的侧视示意图。

图10是本实用新型一个实施例中多光谱传感器模块的仰视示意图。

图11是本实用新型一个实施例中凹形固定框的前视示意图。

图12是本实用新型一个实施例中凹形固定框的侧视示意图。

图13是本实用新型一个实施例中凹形固定框的仰视示意图。

图14是本实用新型一个实施例的电路连接示意图。

附图标记解释：1、无人机机体；2、支撑脚架；3、螺旋桨；4、电机；5、供电模块上隔离板；6、支撑柱；7、供电模块下隔离板；8、固定模块上固定板；9、固定模块下固定板；10、减震球；11、悬挂杆；12、控制器；13、蓄电池；14、稳压器；15、传感器模块固定板；16、减震框；17、多光谱传感器；18、减震框；19、滤光片；20、凹形固定框；21、摄影镜头；22、储存卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，包括供电模块、固定模块和多光谱传感器模块。

如图1所示，轻小型无人机为四旋翼轻小型无人机，包括机体1、支撑脚架2、四个无刷电机4、四个电调、四个螺旋桨3、机体供电蓄电池组、调压/稳压器、GPS/IMU模块、飞行控制器、若干接头与连接线。机体1底部连接支撑脚架2，顶部通过四个无刷电机4连接四个螺旋桨3。四个无刷电调分别连接一个无刷电机4，用于调节无刷电机4的转速。机体供电蓄电池组通过调压/稳压器与飞行控制器连接，为飞行控制器提供电量补给，飞行控制器通过无线方式接收地面命令控制GPS/IMU模块和四个电调执行飞行任务。

如图2～4所示，供电模块包括上隔板5、支撑柱6、下隔板7、蓄电池13、控制器12和稳压器14。上隔板5通过支撑柱6固定了下隔板7，蓄电池13、控制器12和稳压器14设置在上隔板5和下隔板7之间。控制器12连接了蓄电池13，蓄电池13连接了稳压器14，向多光谱传感器模块供电。供电模块中控制器来控制蓄电池发电，并通过稳压器为多光谱传感器模块提供稳定的电流。

如图5～7所示，固定模块包括上固定板8、减震球10、下固定板9和悬挂杆11。上固定板8与供电模块的下隔板7连接。上固定板8通过减震球10连接下固定板9，以减少搭载装置震动对多光谱传感器模块的影响。下固定板9固定了悬挂杆11，悬挂杆11连接了多光谱传感器模块。固定模块能够很好地将供电模块及多光谱传感器模块固定，并能够减少四旋翼轻小型无人机在空中作业时所带来的震动。

如图8～10所示，多光谱传感器模块包括固定框15、减震板16、多光谱传感器17、减震框18、凹形固定框20、滤光片19和摄影镜头21。固定框15与固定模块的悬挂杆11连接。固定框15通过减震板16与多光谱传感器17连接，来减免机体震动产生的影响。传感器17与滤光片19之间利用减震框18连接，来避免传感器17与滤光片19之间产生摩擦。滤光片19利用凹形固定框20与专业摄影镜头21连接。多光谱传感器固定板能够将传感器很好的固定，避免零件松动；减震板能够为传感器减免震动，以减少可能产生的大幅度震动带来的影响；减震框能够减少传感器与多光谱滤光片之间的摩擦，且并不阻碍两者之间的工作；凹形固定框以滤光片的大小设计，用来固定多光谱滤光片并与专业摄影镜头连接。

本实用新型利用轻小型无人机机体供电蓄电池组驱动无刷电机4在飞行控制器的控制下起飞和降落。蓄电池13连接了稳压器14，为多光谱传感器模块供电。多光谱传感器模块集成滤光片19、专业摄影镜头21采集多光谱遥感影像并存储至安装在储存卡槽22内的储存卡中，实现低空多光谱遥感影像采集。滤光片19可更换，通过更换不同的滤光片以采集多种不同波段的多光谱影像，可实现一机多用。

Claims

1.一种轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，其特征在于：包括供电模块、固定模块和多光谱传感器模块；其中，固定模块包括上固定板、减震球、下固定板和悬挂杆，上固定板与供电模块连接，下固定板通过减震球与上固定板连接，悬挂杆与下固定板连接；多光谱传感器模块包括固定框、减震板、多光谱传感器、减震框、凹形固定框、滤光片和摄影镜头，固定框与悬挂杆连接，多光谱传感器通过减震板与固定框连接，凹形固定框通过减震框与多光谱传感器连接，摄影镜头与凹形固定框连接，滤光片可拆卸地设置在凹形固定框内；供电模块与多光谱传感器电性连接。

2.根据权利要求1所述的轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，其特征在于：所述的供电模块包括上隔板、支撑柱、下隔板、蓄电池、控制器和稳压器，上隔板通过支撑柱与下隔板连接，蓄电池、控制器和稳压器设置在上隔板和下隔板之间，蓄电池、控制器、稳压器之间电性连接，稳压器与多光谱传感器电性连接。

3.根据权利要求1所述的轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，其特征在于：所述的轻小型无人机为四旋翼轻小型无人机。

4.根据权利要求3所述的轻小型无人机多光谱遥感影像采集装置，其特征在于：所述的四旋翼轻小型无人机包括机体、支撑脚架、四个无刷电机、四个电调、四个螺旋桨、机体供电蓄电池组、调压/稳压器、GPS/IMU模块和飞行控制器，机体上安装四个无刷电机，每个无刷电机连接一个螺旋桨，每个无刷电机分别连接一个电调，机体供电蓄电池组、调压/稳压器、四个无刷电机、GPS/IMU模块、飞行控制模块之间电性连接。