CN221294157U - 无人机载的路面完整性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人机载的路面完整性检测装置，属于路面完整性检测设备技术领域，包括无人机、路面检测设备、云台；所述云台包括支架、陀螺仪、连接板和云台控制器；所述路面检测设备和陀螺仪安装在所述支架上；所述云台通过所述连接板连接在无人机上。本实用新型以无人机为路面数据采集核心移动设备，具有轻便、覆盖范围广的特性，可操作性强、可开发性强；云台和摄像头配合使用，能够全方位、多角度地拍摄路面病害信息；陀螺仪实时检测无人机的姿态信息，保证了拍摄图像的清晰度和稳定性；无人机快速检测装置避免了人工检测时主观因素对检测结果的影响，提高了路面完整性检测准确性。

Description

无人机载的路面完整性检测装置

技术领域

本实用新型涉及路面完整性检测设备技术领域，具体涉及一种带有陀螺仪云台稳定功能的无人机载的路面完整性检测装置。

背景技术

在各种城市路面病害类型中，裂缝类病害最具代表性，是其他大面积路面病害的早期表现形式，一旦不及时修补，会发展成更严重的路面病害类型，相比于其他路面病害类型检测难度更大。

传统的人工巡检存在着效率低、错漏率高、成本高、覆盖范围有限等问题，已不符合我国当前大规模、大范围路面病害检测的需求。而无人机具有灵活性高、覆盖范围广的特点，可以在较短的时间内对大面积的路面进行拍摄，提高了检测的效率和覆盖范围。其中，带有陀螺仪的云台稳定功能可以保证检测设备在飞行过程中的稳定，提高了检测的准确性。同时无人机拍摄的图像数据可实时传输于后端，识别定位裂缝位置，具有广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够及时发现和定位路面的裂缝和缺陷，提高路面维护的效率，减少交通事故的发生风险，提高了路面的安全性的无人机载的路面完整性检测装置，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型提供一种无人机载的路面完整性检测装置，包括无人机、路面检测设备、云台。

优选地，所述无人机为四旋翼无人机；所述动力系统包括电池和电动机，电池为可充电锂电池，电动机为无刷电机；所述控制系统包括飞控系统和导航系统，飞控系统用于控制无人机的姿态和飞行路径，导航系统包含GPS模块，能够定位自身位置信息；所述通信系统包括图传系统和数传系统，图传系统用于传输无人机拍摄的图像，数传系统用于传输无人机的状态信息；所述任务载荷包括无人机搭载的各种检测设备，用于检测路面的完整性。

优选地，所述云台为三轴云台，自上而下依次包括挂载部分、控制部分和执行部分。所述挂载部分是指云台与无人机连接的连接板、所述连接板采用碳纤维板通过减震球连接；所述控制部分是指通过陀螺仪等传感器检测姿态后控制云台进行姿态补偿的控制板；所述执行部分是指控制板控制的三个电机；所述增稳陀螺仪通常包括加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器，所述陀螺仪为MEMS陀螺仪，通过测量云台的角速度和角度变化来控制云台的稳定性。

优选地，所述的陀螺仪与控制系统之间通过串口进行数据传输，串口类型为RS485。

优选地，所述云台和检测设备安装于无人机机架的下方，所述数码相机采用CMOS高像素广角相机，具有自动对焦和图像稳定功能。

优选地，所述的无人机的飞行路线包括垂直飞行和水平飞行，垂直飞行用于拍摄路面的俯视图，水平飞行用于拍摄路面的侧视图；无人机在飞行过程中，云台根据无人机的姿态和位置信息实时调整摄像头的拍摄角度，确保拍摄到清晰的路面图像。

优选地，所述云台安装在无人机本体上，用于承载检测设备。云台具有三个自由度，可以调整摄像头的拍摄角度和位置。所述陀螺仪安装在云台上，用于检测无人机的姿态信息，包括俯仰角、滚转角和偏航角。陀螺仪将姿态信息传递给云台控制器，用于姿态稳定和控制。检测设备安装在云台上，用于拍摄路面图像。摄像头具有高清分辨率和广角视野，能够清晰地捕捉路面病害信息。

本实用新型有益效果：以无人机为路面数据采集核心移动设备，具有轻便、覆盖范围广的特性，可操作性强、可开发性强；云台和摄像头配合使用，能够全方位、多角度地拍摄路面病害信息；陀螺仪实时检测无人机的姿态信息，保证了拍摄图像的清晰度和稳定性；无人机快速检测装置避免了人工检测时主观因素对检测结果的影响，提高了路面完整性检测准确性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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所述的无人机载的路面完整性检测装置的云台系统框架图。

图2为本实用新型实施例所述的无人机载的路面完整性检测装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例所述的带陀螺仪的云台结构示意图。

其中：1-无人机；2-检测设备；3-云台；31-连接板；32-减震球；33-陀螺仪；34-控制板；341-第一电机；342-第二电机；343-第三电机。

具体实施方式

下面详细叙述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

为便于理解本实用新型，下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本实用新型所必须的。

如图1至图3所示，在一个具体实施例中，提供了一种无人机载的路面完整性检测装置，其具体结构如图1所示，无人机1、路面检测设备2、云台3。所述无人机1为整个装置的移动平台，采用四旋翼无人机。包括无人机机架、动力系统、控制系统、通信系统和任务载荷；所述路面检测设备2为数码相机；所述云台3包括支架、陀螺仪33、连接板31和云台控制器；所述支架用于安装和固定陀螺仪33和路面检测设备；所述陀螺仪33用于测量无人机1的姿态和位置信息，并将这些信息传递给云台控制器，云台控制器根据陀螺仪33提供的信息，控制云台3的运动，以保持路面检测设备2的稳定性和准确性。所述连接板31用于连接无人机1和云台3。

具体地，本实施例中的所述无人机1为四旋翼无人机；所述动力系统包括电池和电动机，电池为可充电锂电池，电动机为无刷电机；所述控制系统包括飞控系统和导航系统，飞控系统用于控制无人机1的姿态和飞行路径，导航系统包含GPS模块，能够定位自身位置信息；所述通信系统包括图传系统和数传系统，图传系统用于传输无人机1拍摄的图像，数传系统用于传输无人机1的状态信息；所述任务载荷包括无人机1搭载的各种检测设备2，用于检测路面的完整性。所述云台3为三轴云台，自上而下依次包括挂载部分、控制部分和执行部分。所述挂载部分是指云台3与无人机1连接的连接板31、所述连接板31采用碳纤维板通过减震球32连接；所述控制部分是指通过陀螺仪33等传感器检测姿态后控制云台3进行姿态补偿的控制板34；所述执行部分是指控制板34控制的三个电机(第一电机341、第二电机342、第三电机343)；所述增稳陀螺仪通常包括加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器，所述陀螺仪33为MEMS陀螺仪，通过测量云台3的角速度和角度变化来控制云台3的稳定性。所述的陀螺仪33与控制系统之间通过串口进行数据传输，串口类型为RS485。所述云台3和检测设备2安装于无人机机架1的下方，所述数码相机采用CMOS高像素广角相机，具有自动对焦和图像稳定功能。

所述的无人机1的飞行路线包括垂直飞行和水平飞行，垂直飞行用于拍摄路面的俯视图，水平飞行用于拍摄路面的侧视图；无人机1在飞行过程中，云台3根据无人机1的姿态和位置信息实时调整摄像头的拍摄角度，确保拍摄到清晰的路面图像。所述云台安装在无人机1本体上，用于承载检测设备。云台3具有三个自由度，可以调整摄像头的拍摄角度和位置。所述陀螺仪33安装在云台3上，用于检测无人机的姿态信息，包括俯仰角、滚转角和偏航角。陀螺仪33将姿态信息传递给云台控制器，用于姿态稳定和控制。检测设备2安装在云台3上，用于拍摄路面图像。摄像头具有高清分辨率和广角视野，能够清晰地捕捉路面病害信息。

本实用新型的工作过程为：使用前，将云台3安装在无人机机架1下方，调整相机位置，无人机1飞行过程中，陀螺仪33通过各类传感器感知无人机1姿态信息，并将其传递给云台3控制器，调整相机角度，确保相机的稳定性。

综上，本实用新型实施例提供的无人机载的路面完整性检测装置，其包括无人机、路面检测设备、云台。所述无人机为四旋翼无人机，包括无人机机架、动力系统、控制系统、通信系统和任务载荷；所述路面检测设备为数码相机；所述云台包括支架、陀螺仪、连接板和云台控制器；所述支架用于安装和固定陀螺仪和检测设备；所述陀螺仪用于测量无人机的姿态和位置信息，并将这些信息传递给云台控制器，云台控制器根据陀螺仪提供的信息，控制云台的运动，以保持路面检测设备的稳定性和准确性。所述连接板用于连接无人机和云台。通过这种方式，本实用新型实现了无人机载的路面检测设备的高精度、高效率和高稳定性，同时，本实用新型还具有结构简单、易于安装和操作等优点，具有广泛的应用前景。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，包括：

无人机(1)、路面检测设备(2)、云台(3)；所述云台(3)包括支架、陀螺仪(33)、连接板(31)和云台控制器；所述路面检测设备(2)和陀螺仪(33)安装在所述支架上；所述云台(3)通过所述连接板(31)连接在无人机(1)上。

2.根据权利要求1所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，所述无人机(1)为四旋翼无人机。

3.根据权利要求2所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，所述四旋翼无人机的动力系统包括电池和电动机；所述四旋翼无人机的控制系统包括飞控系统和导航系统。

4.根据权利要求1所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，所述云台(3)为三轴云台，包括挂载部分、控制部分和执行部分；所述挂载部分包括连接板(31)，所述连接板(31)采用碳纤维板通过减震球(32)连接；所述控制部分包括通过陀螺仪(33)检测姿态后控制云台(3)进行姿态补偿的控制板(34)；所述执行部分包括控制板(34)控制的第一电机(341)、第二电机(342)以及第三电机(343)。

5.根据权利要求1所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，所述陀螺仪(33)为MEMS陀螺仪。

6.根据权利要求1所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，陀螺仪(33)与控制系统之间通过串口进行数据传输，串口类型为RS485。

7.根据权利要求1所述的无人机载的路面完整性检测装置，其特征在于，所述云台(3)和检测设备(2)安装于无人机(1)的机架下方。