CN220518589U - 一种智能室内巡检无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种智能室内巡检无人机，无人机本体包括无人机机架上表面四角分别设置螺旋桨，无人机机架右侧设置电池；无人机本体底面设置摄像及传感器机构；无人机本体底面两侧边沿对称设置起落架；无人机本体前端面设置超声波发射器和激光雷达；本实用新型提高巡检无人机的巡检精确度，同时具备自动化和智能化的功能，进一步提高了巡检效率。

Description

一种智能室内巡检无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种智能室内巡检无人机。

背景技术

在大型工厂中，主要依靠人工或机器人对厂房进行巡检，检测室内是否具有安全隐患，人工巡检容易产生疲劳以及主观判断结果不准确，且人工设置机器人巡检线路的效率较低，巡检时间较长。目前，现有的巡检无人机由于GPS精度较低，室内观察受到限制，双激光雷达巡检无人机成本较高，体积较大，影响无人机在室内的飞行性能和灵活性。

例如，中国实用新型专利CN211167447U公开了室内无人机，包括无人机主体和照明机构，所述无人机主体的一侧设置有第一摄像头，且所述无人机主体的另一侧设置有第二摄像头，同时所述无人机主体的底端设置有第三摄像头，所述无人机主体的前表面设置有第四摄像头，所述第四摄像头的后端设置有固定块，所述第四摄像头的后端中间设置有传动柱，所述传动柱的另一端固定连接有电机，所述固定块的后端固定连接有第一转轴；该无人机单靠视觉定位和LED照明提高摄像头拍摄清晰度，无法提供精确的位置信息，在室内环境下观察和定位精确度不高。

因此，本申请人提供了一种智能室内巡检无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能室内巡检无人机，以解决现有的巡检无人机巡检的精确度较低，不具备自动化和智能化的功能，且巡检效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种智能室内巡检无人机，无人机本体包括无人机机架四角上表面分别设置螺旋桨，无人机机架右侧设置电池；无人机本体底面设置摄像及传感器机构；无人机本体底面两侧边沿对称设置起落架；无人机本体前端面设置超声波发射器和激光雷达。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：摄像及传感器机构包括无人机本体底面前半部分设置机载云台变焦相机，无人机本体底面后半部分设置下视摄像头。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无人机本体顶端面固定设置飞控密封盒，飞控密封盒内腔设置飞行控制器和电源管理器，飞控密封盒前端面设置调参接口。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无人机本体内腔设置无人机驱动和电源机构，无人机驱动和电源机构包括电池通过连接线与电源管理器连接，且电池通过集线器与电子调速器连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：电子调速器的输入端与调参接口连接，电子调速器的输出端与无人机本体尾端的电机连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无人机机架左侧设置数传和图传密封盒，数传和图传密封盒内腔设置数传和图传无人机端。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无人机本体底面设置系留供电机构，系留供电机构包括无人机本体底面中部设置连接器。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：无机载云台变焦相机内集成设置可见光巡检装置、热成像巡检装置和照明装置，机载云台变焦相机与飞行控制器通信连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：数传和图传无人机端与飞行控制器通信连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：下视摄像头中摄像头的直径为10cm~20cm。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型提供的一种智能室内巡检无人机，利用激光雷达进行场景和位置的三维扫描，并利用激光雷达的同步定位与地图构建技术来建立地图，自动生成飞行航路，无人机按预设的航路自动飞行，为无人机的室内巡检提供了可靠的定位，提高了定位的精确度。

2、本实用新型提供的一种智能室内巡检无人机，通过系留供电机构，解决无人机供电不足的问题，提高了无人机巡检工作的检测时长。

3、本实用新型提供的一种智能室内巡检无人机，该无人机搭载下视摄像头和图像识别技术，通过下视摄像头观察起落平台上的二维码，无人机能够准确判断自身位置，实现无人机自动降落，提高降落位置的准确性。

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为本实用新型一种智能室内巡检无人机的结构示意图；

图2为图1的仰视图。

附图标记：

1-无人机本体；2-无人机机架；3-螺旋桨；4-电池；5-机载云台变焦相机；6-起落架；7-超声波发射器；8-激光雷达；9-摄像及传感器机构；10-下视摄像头；11-飞控密封盒；12-调参接口；13-无人机驱动和电源机构；14-数传和图传密封盒。

具体实施方式

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。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。

下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。

如图1-2所示，本实施例提供的一种智能室内巡检无人机，无人机本体1包括无人机机架2四角上表面分别设置螺旋桨3，无人机机架2右侧设置电池4，电池4为无人机提供能量；无人机本体1底面两侧边沿对称设置起落架6，起落架6具有减震的作用，在无人机降落时减缓冲击力；无人机本体1前端面设置超声波发射器7和激光雷达8，该无人机通过基于激光雷达8IMU的SLAM技术，采用计算效率高、鲁棒的激光雷达-惯性里程计框架，利用紧密耦合的迭代扩展卡尔曼滤波器将激光雷达特征点与IMU数据融合，从而在快速运动、噪声或杂波环境中实现鲁棒导航，在室内空间提供精确度高的定位。

本实施例中，无人机本体1顶端面固定设置飞控密封盒11，飞控密封盒11内腔设置飞行控制器和电源管理器，飞控密封盒11前端面设置调参接口12；无人机本体1内腔设置无人机驱动和电源机构13，无人机驱动和电源机构13包括电池4通过连接线与电源管理器连接，且电池4通过集线器与电子调速器连接；电子调速器的输入端与调参接口12连接，电子调速器的输出端与无人机本体1尾端的电机连接，飞行控制器和电源管理器控制电子调速器，使无人机起飞、降落或转向，飞行控制器能够控制无人机进行平稳的飞行。

本实施例中，无人机机架2左侧设置数传和图传密封盒14，数传和图传密封盒14内腔设置数传和图传无人机端，地面设置数传和图传地面端，数传和图传无人机端具有传输和接受信号的功能，数传和图传无人机端能够向数传和图传地面端传输或接收信号，数传和图传无人机端与飞行控制器通信连接；无人机本体1底面设置系留供电机构，系留供电机构包括无人机本体1底面中部设置连接器，地面设置电源输出设备，连接器通过电缆与地面电源输出设备连接，通过系留供电机构能使无人机实现持续供电，使无人机可以长时间作业，提高了执行巡检任务的连续性和效率。

本实施例中，无人机本体1底面设置摄像及传感器机构9，摄像及传感器机构9包括无人机本体1底面前半部分设置机载云台变焦相机5，无人机本体1底面后半部分设置下视摄像头10，机载云台变焦相机5内集成设置可见光巡检装置、热成像巡检装置和照明装置，机载云台变焦相机5与飞行控制器通信连接，机载云台变焦相机5通过图传无人机端传输实时图像数据，摄像及传感器机构9与无人机的飞行控制器连接，实现实时图像采集、巡检和照明控制功能；下视摄像头10中摄像头的直径为10cm~20cm，保证下视摄像头10能够采集到无人机停机坪上的二维码标识，获取其位置信息并精准降落。

工作原理：无人机利用激光雷达进行场景和位置的三维扫描，并利用激光雷达的同步定位与地图构建技术来建立地图，同时使用超声波发射器发射超声波，采集室内障碍物的数据信息，并回传至激光雷达，避免无人机产生碰撞。无人机在地图上标定目标位置后，无人机预先飞到待测目标物附近，并记录航点位置的坐标数据，生成航点数据文件，然后在地面站加载航点数据，设置无人机的飞行状态、摄像头的变焦、俯仰和航向等动作，生成航线文件。将航线文件导入无人机飞控，并在地面站加载生成无人机自动飞行航路，自动化飞行航路能够提高巡检的精确度和效率，减少人力的投入。通过自动飞行，无人机按照预设的航路自动飞行，并在各目标航点进行数据采集，获取任务图像数据，获取的数据和图像通过数传和图传无人机端同步存储在地面站，供工作人员查看和分析。

完成自动航线飞行后，无人机通过下视摄像头识别停机坪上的二维码标识，获取停机坪的位置信息，并利用该信息实现精准降落。无人机根据识别到的二维码标识进行定位和导航，确保在降落过程中能够准确着陆在指定的位置上；精准降落的功能大大提高了无人机的操作安全性和精度，使得无人机的任务执行更加可靠和高效。

当无人机需要长时间作业时，无人机配备的系留供电机构为无人机持续供电。通过系留供电模块，无人机在任务执行过程中持续获取电力，避免因电池电量不足而中断任务或返回充电，通过系留供电模块的应用，无人机可以在长时间作业中保持持续供电，提高任务的连续性和效率。这对于需要长时间无人机运行的任务，提供了更多的灵活性和可靠性，使得无人机在各种应用领域中能够更好地发挥作用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种智能室内巡检无人机，其特征在于，无人机本体（1）包括无人机机架（2）四角上表面分别设置螺旋桨（3），无人机机架（2）右侧设置电池（4）；无人机本体（1）底面设置摄像及传感器机构（9）；无人机本体（1）底面两侧边沿对称设置起落架（6）；无人机本体（1）前端面设置超声波发射器（7）和激光雷达（8）。

2.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，摄像及传感器机构（9）包括无人机本体（1）底面前半部分设置机载云台变焦相机（5），无人机本体（1）底面后半部分设置下视摄像头（10）。

3.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，无人机本体（1）顶端面固定设置飞控密封盒（11），飞控密封盒（11）内腔设置飞行控制器和电源管理器，飞控密封盒（11）前端面设置调参接口（12）。

4.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，无人机本体（1）内腔设置无人机驱动和电源机构（13），无人机驱动和电源机构（13）包括电池（4）通过连接线与电源管理器连接，且电池（4）通过集线器与电子调速器连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，电子调速器的输入端与调参接口（12）连接，电子调速器的输出端与无人机本体（1）尾端的电机连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，无人机机架（2）左侧设置数传和图传密封盒（14），数传和图传密封盒（14）内腔设置数传和图传无人机端。

7.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，无人机本体（1）底面设置系留供电机构，系留供电机构包括无人机本体（1）底面中部设置连接器。

8.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，机载云台变焦相机（5）内集成设置可见光巡检装置、热成像巡检装置和照明装置，机载云台变焦相机（5）与飞行控制器通信连接。

9.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，数传和图传无人机端与飞行控制器通信连接。

10.根据权利要求1所述的一种智能室内巡检无人机，其特征在于，下视摄像头（10）中摄像头的直径为10cm∽20cm。