一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)的制作方法
【專利摘要】一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其包括信號采集部分、信號處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動作執(zhí)行部分，信號采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、圖像采集裝置、氣壓高度計、光流傳感器；磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計、氣壓高度計、光流傳感器的模擬信號通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給主控計算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度；經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動器提供調(diào)制驅(qū)動信號控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，控制旋翼的轉(zhuǎn)速。
【專利說明】
一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種無人機(jī)，尤其是一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在技術(shù)沒有達(dá)到自主程度的條件下，絕大多數(shù)無人機(jī)采取遙控著陸的方式，這種方式極大地依賴于遙控操作手的技術(shù)與經(jīng)驗，不僅安全系數(shù)低，使用費(fèi)用也很高，限制了無人直升機(jī)的應(yīng)用范圍。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，從而為無人機(jī)的自主停飛提供了硬件保證。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案為:一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其包括信號采集部分、信號處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動作執(zhí)行部分，
[0005]信號采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、圖像采集裝置、氣壓高度計、光流傳感器；
[0006]信號處理部分包括信號轉(zhuǎn)換電路、主控計算機(jī)、信號輸入電路；
[0007]遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)；
[0008]動作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PffM驅(qū)動器、噴灑裝置；
[0009 ]磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計、氣壓高度計、光流傳感器的模擬信號通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給主控計算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動器提供調(diào)制驅(qū)動信號控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，從而控制旋翼的轉(zhuǎn)速；
[0010]光流傳感器包括圖像模組和處理器兩部分，分體式結(jié)構(gòu)，圖像模組的尺寸21mmX12.5mm，鏡頭焦距4.49mm，視場角67°，像素640 X480。處理器集成一個數(shù)字?jǐn)z像頭接口，通過數(shù)字?jǐn)z像頭接口與圖像模組連接，處理器具有128kB的RAM，從而無需外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器，有利于微型化設(shè)計;處理器具有120MHz頻率的時鐘，滿足實時光流計算的需求。
[0011]本實用新型的有益效果:由于使用留的光流傳感器，從而實現(xiàn)了無人機(jī)的自主停飛，以及自主避障，并且光流傳感器的微小尺寸和分體式設(shè)計也為安裝提供了便利。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0014]本實用新型的實施例參考圖1所示，一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其包括信號采集部分、信號處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動作執(zhí)行部分，
[0015]信號采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、圖像采集裝置、氣壓高度計、光流傳感器；
[0016]信號處理部分包括信號轉(zhuǎn)換電路、主控計算機(jī)、信號輸入電路；
[0017]遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)；
[0018]動作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PffM驅(qū)動器、噴灑裝置；
[0019]磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計、氣壓高度計、光流傳感器的模擬信號通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給主控計算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動器提供調(diào)制驅(qū)動信號控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，從而控制旋翼的轉(zhuǎn)速；
[0020]光流傳感器包括圖像模組和處理器兩部分，分體式結(jié)構(gòu)，圖像模組的尺寸21mmX12.5mm，鏡頭焦距4.49mm，視場角67°，像素640 X480。處理器集成一個數(shù)字?jǐn)z像頭接口，通過數(shù)字?jǐn)z像頭接口與圖像模組連接，處理器具有128kB的RAM，從而無需外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲器，有利于微型化設(shè)計;處理器具有120MHz頻率的時鐘，滿足實時光流計算的需求。
[0021]進(jìn)一步的說，磁航向儀測量無人機(jī)的絕對方位;GPS天線獲取GPS衛(wèi)星定位信號，并轉(zhuǎn)換為位置坐標(biāo)；多普勒雷達(dá)測量無人機(jī)的飛行速度;三軸陀螺儀測量無人機(jī)的三軸角加速度;三軸加速度計測量無人機(jī)的三軸線加速度;光流傳感器測量無人機(jī)與地面間的相對距離。
[0022]進(jìn)一步的說，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)通過CAN總線與主控計算機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。
[0023]進(jìn)一步的說，遙控器通過遙控接收機(jī)控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，并將地面站的控制信號發(fā)送給無人機(jī)，控制圖像采集裝置和噴灑裝置。
[0024]進(jìn)一步的說，主控計算機(jī)通過信號轉(zhuǎn)換電路接收來自圖像采集裝置的實時圖像的數(shù)字信號，進(jìn)行圖像處理；圖像采集裝置由云臺、CCD攝像頭和圖像采集卡構(gòu)成，云臺固定在無人機(jī)的前端，CCD攝像頭固定在云臺上，云臺能夠調(diào)節(jié)所述CCD攝像頭的角度使CCD攝像頭的鏡頭光軸與地面保持平行。
[0025]進(jìn)一步的說，旋翼為四個、六個或者八個。
[0026]以上所述實施方式僅表達(dá)了本實用新型的一種實施方式，但并不能因此而理解為對本實用新型范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其包括信號采集部分、信號處理部分、遙控導(dǎo)航部分、動作執(zhí)行部分，其特征在于: 信號采集部分包括三軸陀螺儀、三軸加速度計、圖像采集裝置、氣壓高度計、光流傳感器； 信號處理部分包括信號轉(zhuǎn)換電路、主控計算機(jī)、信號輸入電路； 遙控導(dǎo)航部分包括磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)； 動作執(zhí)行部分包括旋翼、電機(jī)、電子調(diào)速器、PWM驅(qū)動器、噴灑裝置； 磁航向儀、GPS天線、多普勒雷達(dá)、三軸陀螺儀、三軸加速度計、氣壓高度計、光流傳感器的模擬信號通過信號轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號提供給主控計算機(jī)，進(jìn)而得出無人機(jī)的姿態(tài)、位置、方位以及速度;經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后向PWM驅(qū)動器提供調(diào)制驅(qū)動信號控制電子調(diào)速器，電子調(diào)速器與安裝有旋翼的電機(jī)機(jī)械連接，控制旋翼的轉(zhuǎn)速； 光流傳感器包括圖像模組和處理器兩部分，圖像模組的尺寸為21mm X 12.5mm，鏡頭焦距4.49mm，視場角67°，像素640X480; 處理器集成一個數(shù)字?jǐn)z像頭接口，通過數(shù)字?jǐn)z像頭接口與圖像模組連接，處理器具有128kB的RAM;處理器具有120MHz頻率的時鐘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其特征在于:磁航向儀測量無人機(jī)的絕對方位;GPS天線獲取GPS衛(wèi)星定位信號，并轉(zhuǎn)換為位置坐標(biāo);多普勒雷達(dá)測量無人機(jī)的飛行速度;三軸陀螺儀測量無人機(jī)的三軸角加速度;三軸加速度計測量無人機(jī)的三軸線加速度;光流傳感器測量無人機(jī)與地面間的相對距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其特征在于:無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、遙控接收機(jī)通過CAN總線與主控計算機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其特征在于:主控計算機(jī)通過信號轉(zhuǎn)換電路接收來自圖像采集裝置的實時圖像的數(shù)字信號，進(jìn)行圖像處理；圖像采集裝置由云臺、CCD攝像頭和圖像采集卡構(gòu)成，云臺固定在無人機(jī)的前端，CCD攝像頭固定在云臺上，云臺調(diào)節(jié)所述CCD攝像頭的角度使CCD攝像頭的鏡頭光軸與地面保持平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有光流傳感器的多旋翼無人機(jī)，其特征在于:旋翼為四個、六個或者八個。
【文檔編號】G05D1/10GK205540289SQ201620283197
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王飛, 崔利, 曾龍, 耿東亮
【申請人】北京博鷹通航科技有限公司