CN212890985U

CN212890985U - 无人机倾斜摄像航拍系统

Info

Publication number: CN212890985U
Application number: CN202021251246.3U
Authority: CN
Inventors: 张俊; 张志皓
Original assignee: Shaanxi Shangjin Electric Power Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Shangjin Electric Power Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本实用新型提供了无人机倾斜摄像航拍系统，涉及了无人机技术领域，解决了现有技术中无人机工作过程中容易在空中出现漂移，或飞行姿态不稳定导致机身剧烈震动的问题。包括地面站、无人机机架、安装于无人机机架上的飞行动力组件和摄像组件，还包括搭载于无人机机架机架上的电子设备，电子设备包括飞控子系统、GPS定位器、气压计、光流传感器、倾角传感器、三轴地磁传感器；飞控子系统包括：处理器单元、飞行控制单元、视频图像采集单元、无线传感网络单元、第一WIFI通信单元，本实用新型融合多个传感器对所处环境进行检测，获得更加精准的环境数据，便于操作人员及时调控无人机飞行状态、保障倾斜摄像的稳定性。

Description

无人机倾斜摄像航拍系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及无人机倾斜摄像航拍系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，是利用无线遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，无人机具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点，通过搭载传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，目前，无人机应用范围较为广泛，已经拓宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、摄像等领域应用甚广，现有概念中的航拍则是利用无人机实现的，将相机装载与无人机上，通过控制无人机飞行和相机拍摄实现空中拍摄。

现有的，授权公告号为CN208102365U的中国专利，提出了一种无人机倾斜摄像拍照装置，包括摄像头，摄像头的顶部固定连接在回转台上，回转台包括回转台支座，回转台支座的底部滑动连接有能绕自身水平轴线转动的回转台面，回转台支座内设置有第一蜗杆，第一蜗杆连接有第一伺服电机，回转台支座的顶部连接有旋转台，旋转台包括旋转台支座以及旋转台面，旋转台支座内设置有蜗轮以及第二蜗杆，第二蜗杆连接有第二伺服电机，第一伺服电机和第二伺服电机上均设置有角位移传感器，第一伺服电机、第二伺服电机和角位移传感器均连接控制模块。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：无人机在行进拍摄的过程中，操作人员无法获知无人机所处环境的气压和风速情况，由于无人机自身抗干扰能力低，工作过程中容易在空中出现漂移，或飞行姿态不稳定导致机身剧烈震动，影响拍摄效果，甚至会影响无人机旋桨使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供无人机倾斜摄像航拍系统，以解决现有技术中无人机工作过程中容易在空中出现漂移，或飞行姿态不稳定导致机身剧烈震动的问题。

包括地面站、无人机机架、安装于所述无人机机架上的飞行动力组件和摄像组件，还包括搭载于所述无人机机架机架上的电子设备，所述电子设备包括飞控子系统、GPS定位器、气压计、光流传感器、倾角传感器、三轴地磁传感器；

所述飞控子系统包括：

处理器单元，用于进行接收指令、处理指定和输出指令；

飞行控制单元，与所述飞行动力组件连接，用于控制所述飞行动力组件的运行状态；

视频图像采集单元，与所述摄像组件连接，用于采集拍摄的图像数据；

无线传感网络单元，与所述气压计、所述光流传感器、所述倾角传感器、所述三轴地磁传感器连接，用于采集传感器所处区域内的数据、处理数据、传输数据；

第一WIFI通信单元，用于实现所述处理器单元和所述无线传感网络单元连接的无线数据传输。

进一步：所述飞控子系统还包括RSSI采集单元，与所述处理器单元连接，并与所述气压计、所述光流传感器、所述倾角传感器、所述三轴地磁传感器连接，用于采集传感器的信号强度。

进一步：所述飞控子系统与所述GPS定位器、所述气压计、所述光流传感器、所述倾角传感器、所述三轴地磁传感器之间均通过RS485总线连接。

进一步：所述飞控子系统还包括第二WIFI通信单元，用于实现所述地面站与所述飞控子系统的无线信号传输。

进一步：所述地面站为计算机或智能手机控制。

进一步：所述无人机机架包括架体、多个机臂、安装于所述机臂上的电机座、负载吊舱、起落架。

进一步：所述动力组件包括安装于所述机臂上的螺旋桨、驱动所述螺旋桨转动的电机、与所述电机连接的电调，所述电调通过电调信号线与所述飞行控制单元连接。

进一步：所述摄像组件包括安装于所述负载吊舱上的高清云台、安装于所述高清云台上的FPV相机。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型的无人机飞行过程中，通过GPS定位器完成无人机定位功能，来确定无人机的相对地面位置，气压计检测无人机所处环境的外部气压，确定无人机所处的海拔高度，完成空中定高操作，光流传感器对地面标志物进行识别，协助GPS完成平面位置的固定，以获得更好的抗风性，倾角传感器对无人机当前倾斜角度进行检测，并配合无人机当前飞行速度对无人机飞行异常进行判定，利用三轴地磁传感器对无人机的稳定性进行检测，通过融合多个传感器对所处环境进行检测，获得更加精准的环境数据，与飞控子系统的信号传输和控制，便于操作人员及时调控无人机飞行状态、保障倾斜摄像的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型中无人机的结构示意图；

图2为本实用新型的整体系统结构图。

其中：1、地面站；2、飞行动力组件；3、摄像组件；4、飞控子系统；5、 GPS定位器；6、气压计；7、光流传感器；8、倾角传感器；9、三轴地磁传感器； 10、处理器单元；11、飞行控制单元；12、视频图像采集单元；13、无线传感网络单元；14、第一WIFI通信单元；15、RSSI采集单元；16、第二WIFI通信单元；17、架体；18、机臂；19、电机座；20、负载吊舱；21、起落架；22、螺旋桨；23、电机；24、电调；25、高清云台；26、FPV相机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参照图1，为本实用新型公开的无人机倾斜摄像航拍系统，包括地面站1，地面站1为计算机或智能手机控制。地面站1用于对无人机进行控制，发射控制信号，接收反馈信号并对反馈信号进行处理。

参照图2，本系统还包括无人机机架、安装于无人机机架上的飞行动力组件 2和摄像组件3，无人机机架包括架体17、多个机臂18，本方案采用的是6轴无人机方案，即有6个机臂18，机臂18与架体17通过螺栓连接，机臂18的自由端通过螺丝搭载有电机座19，架体17的中心处通过螺栓连接有负载吊舱20，并于负载吊舱20的正下方通过螺栓连接有起落架21，机臂18和起落架21均采用外径为40mm的碳管构成。

动力组件整体安装于电机座19内，包括安装于机臂18上的螺旋桨22、驱动螺旋桨22转动的电机23、与电机23连接的电调24，电调24通过电调信号线与飞行控制单元1111(参照下文)连接，摄像组件3包括安装于负载吊舱20 上的高清云台25、安装于高清云台25上的FPV相机26，高清云台25搭载于负载吊舱20内。

本系统还包括搭载于无人机机架机架上的电子设备，电子设备包括飞控子系统4、GPS定位器5、气压计6、光流传感器7、倾角传感器8、三轴地磁传感器9；

飞控子系统4包括：

处理器单元10，用于进行接收指令、处理指定和输出指令；

飞行控制单元11，与飞行动力组件2连接，用于控制飞行动力组件2的运行状态；

视频图像采集单元12，与摄像组件3连接，用于采集拍摄的图像数据；

无线传感网络单元13，与气压计6、光流传感器7、倾角传感器8、三轴地磁传感器9连接，用于采集传感器所处区域内的环境数据、处理数据、传输数据；

第一WIFI通信单元14，用于实现处理器单元10和无线传感网络单元13连接的无线数据传输。

飞控子系统4还包括RSSI采集单元15，与处理器单元10连接，并与气压计6、光流传感器7、倾角传感器8、三轴地磁传感器9连接，用于采集传感器的信号强度。

飞控子系统4与GPS定位器5、气压计6、光流传感器7、倾角传感器8、三轴地磁传感器9之间均通过RS485总线连接。

飞控子系统4还包括第二WIFI通信单元16，用于实现地面站1与飞控子系统4的无线信号传输。

飞控子系统4还包括姿态控制单元、航迹规划单元、导航参数设置单元，与处理器单元10连接，用于输入无人机飞行姿态控制、航迹规划控制参数、导航参数至处理器单元10。

飞控子系统4还包括与处理器单元10和地面站1均双向信号传输的位置信息处理单元、电子地图、位置信息显示单元，实现人机位置信息的获取和控制。

飞控子系统4还包括与处理器单元10和地面站1均双向信号传输的视频图像显示单元和视频图像处理单元，用于获取并处理FPV相机获取的图像信息，并转换为可显示的视频数据传输至地面站1，实现摄取的图像实时可视化。

需要说明的是，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，包括地面站(1)、无人机机架、安装于所述无人机机架上的飞行动力组件(2)和摄像组件(3)，还包括搭载于所述无人机机架机架上的电子设备，所述电子设备包括飞控子系统(4)、GPS定位器(5)、气压计(6)、光流传感器(7)、倾角传感器(8)、三轴地磁传感器(9)；

所述飞控子系统(4)包括：

处理器单元(10)，用于进行接收指令、处理指定和输出指令；

飞行控制单元(11)，与所述飞行动力组件(2)连接，用于控制所述飞行动力组件(2)的运行状态；

视频图像采集单元(12)，与所述摄像组件(3)连接，用于采集拍摄的图像数据；

无线传感网络单元(13)，与所述气压计(6)、所述光流传感器(7)、所述倾角传感器、所述三轴地磁传感器(9)连接，用于采集传感器所处区域内的环境数据、处理数据、传输数据；

第一WIFI通信单元(14)，用于实现所述处理器单元(10)和所述无线传感网络单元(13)连接的无线数据传输。

2.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述飞控子系统(4)还包括RSSI采集单元(15)，与所述处理器单元(10)连接，并与所述气压计(6)、所述光流传感器(7)、所述倾角传感器(8)、所述三轴地磁传感器(9)连接，用于采集传感器的信号强度。

3.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述飞控子系统(4)与所述GPS定位器(5)、所述气压计(6)、所述光流传感器(7)、所述倾角传感器(8)、所述三轴地磁传感器(9)之间均通过RS485总线连接。

4.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述飞控子系统(4)还包括第二WIFI通信单元(16)，用于实现所述地面站(1)与所述飞控子系统(4)的无线信号传输。

5.根据权利要求4所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述地面站(1)为计算机或智能手机控制。

6.根据权利要求1所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述无人机机架包括架体(17)、多个机臂(18)、安装于所述机臂(18)上的电机座(19)、负载吊舱(20)、起落架(21)。

7.根据权利要求6所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述动力组件包括安装于所述机臂(18)上的螺旋桨(22)、驱动所述螺旋桨(22)转动的电机(23)、与所述电机(23)连接的电调(24)，所述电调(24)通过电调(24)信号线与所述飞行控制单元(11)连接。

8.根据权利要求6所述的无人机倾斜摄像航拍系统，其特征在于，所述摄像组件(3)包括安装于所述负载吊舱(20)上的高清云台(25)、安装于所述高清云台(25)上的FPV相机(26)。