本實(shí)用新型涉及無(wú)人機(jī)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)的發(fā)明是人類飛行史上的奇跡，因其靈活性、機(jī)動(dòng)性和隱蔽性，在不斷進(jìn)行技術(shù)發(fā)展和完善的同時(shí)在許多領(lǐng)域得到普遍性的運(yùn)用，功能也得到進(jìn)一步的拓展，例如航拍、偵查、定點(diǎn)等等。例如，無(wú)人機(jī)可以機(jī)載多種遙感設(shè)備，如高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、激光掃描儀、輕型光學(xué)相機(jī)等獲取信息，并通過(guò)相應(yīng)的軟件對(duì)所獲取的圖像信息進(jìn)行處理，按照一定精度要求制作成圖像。

在無(wú)人機(jī)的應(yīng)用技術(shù)中，有幾個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)十分重要，包括無(wú)人機(jī)的起飛、空中控制、離地高度、降落等，這幾個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)直接影響無(wú)人機(jī)是否能順利使用的關(guān)鍵。例如離地高度，無(wú)人機(jī)的離地高度過(guò)低可能影響到無(wú)人機(jī)對(duì)地面?zhèn)刹?、地形匹配功能的?yīng)用，高度過(guò)高因?yàn)闅鈮汉惋L(fēng)力的影響可能直接造成無(wú)人機(jī)的失控，所以科學(xué)實(shí)時(shí)的測(cè)量出無(wú)人機(jī)的離地高度十分有必要，在實(shí)際應(yīng)用中，為適應(yīng)測(cè)繪測(cè)量的需求，對(duì)無(wú)人機(jī)的高度數(shù)據(jù)需要具有高精度的要求。

無(wú)人機(jī)目前使用的高度測(cè)量裝置主要有氣壓高度計(jì)、激光測(cè)量裝置等。相對(duì)于氣壓高度計(jì)測(cè)量范圍寬、但誤差較大的問(wèn)題，激光測(cè)量裝置是較為理想的高度測(cè)量裝置。

但是，無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)，由于無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)總在不斷地變化，導(dǎo)致安裝在無(wú)人機(jī)上的激光測(cè)量裝置的測(cè)量頭測(cè)量的距離數(shù)據(jù)存在一定的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)，能夠保證無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)測(cè)量的高度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)，所述具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)包括機(jī)體、安裝在所述機(jī)體上的調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括固定件和用于調(diào)節(jié)所述固定件在無(wú)人機(jī)飛行時(shí)處于豎直狀態(tài)的調(diào)節(jié)組件，所述固定件上安裝有激光測(cè)距裝置。

優(yōu)選地，所述激光測(cè)距裝置包括激光發(fā)生器、準(zhǔn)直透鏡、接收物鏡和光電轉(zhuǎn)換器，所述激光發(fā)生器產(chǎn)生的測(cè)量光束經(jīng)所述準(zhǔn)直透鏡轉(zhuǎn)折后投射到被測(cè)物表面形成光斑，所述接收物鏡接收被測(cè)物反射的光束，所述光電轉(zhuǎn)換器對(duì)所述接收物鏡上的成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述接收物鏡的光軸平行于所述準(zhǔn)直透鏡投射到被測(cè)物上的光束。

優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器采用雪崩光電二極管或者PIN光電二極管作為光敏元件。

優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)組件包括第一調(diào)節(jié)件、能夠驅(qū)動(dòng)所述第一調(diào)節(jié)件繞垂直于YZ平面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)件、第二調(diào)節(jié)件和安裝在所述第一調(diào)節(jié)件上并且能夠驅(qū)動(dòng)所述第二調(diào)節(jié)件繞垂直于XZ平面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)件，所述第二調(diào)節(jié)件上安裝有所述固定件。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動(dòng)件固定安裝在連接件上，所述第一調(diào)節(jié)件通過(guò)轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述連接件上，所述第一驅(qū)動(dòng)件與所述第一調(diào)節(jié)件傳動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)所述第一調(diào)節(jié)件圍繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)件包括相互垂直連接的第一安裝板和第二安裝板，所述轉(zhuǎn)軸安裝在所述第一安裝板上，所述第二驅(qū)動(dòng)件安裝在所述第二安裝板上，所述第一驅(qū)動(dòng)件的輸出軸通過(guò)驅(qū)動(dòng)板與所述第一安裝板傳動(dòng)連接。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動(dòng)件為舵機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)板的一端與所述舵機(jī)的擺臂鉸接連接，所述驅(qū)動(dòng)板的另一端與所述第二安裝板鉸接連接。

優(yōu)選地，所述第二調(diào)節(jié)件包括第三安裝板，所述第三安裝板與所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接。

優(yōu)選地，所述第二驅(qū)動(dòng)件為舵機(jī)，所述舵機(jī)的擺臂與所述第三安裝板固定連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，本實(shí)用新型提供的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)通過(guò)在機(jī)體上安裝調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置可以使其固定件在無(wú)人機(jī)飛行時(shí)始終保持豎直狀態(tài)，然后通過(guò)安裝在固定件上的激光測(cè)距裝置即可準(zhǔn)確地測(cè)量無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)的高度數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施方式的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)的激光測(cè)距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1所示的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)的調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-機(jī)體；2-調(diào)節(jié)裝置；3-固定件；4-激光測(cè)距裝置；5-激光發(fā)生器；6-準(zhǔn)直透鏡；7-接收物鏡；8-光電轉(zhuǎn)換器；9-被測(cè)物；10-第一調(diào)節(jié)件；11-第一驅(qū)動(dòng)件；12-第二調(diào)節(jié)件；13-第二驅(qū)動(dòng)件；14-連接件；15-轉(zhuǎn)軸；16-第一安裝板；17-第二安裝板；18-驅(qū)動(dòng)板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。但這些例舉性實(shí)施方式的用途和目的僅用來(lái)例舉本實(shí)用新型，并非對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本實(shí)用新型的保護(hù)范圍局限于此。

在本實(shí)用新型中限定了一些方位詞，在未作出相反說(shuō)明的情況下，所使用的方位詞如“上、下、左、右”是指本實(shí)用新型提供的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)在正常使用情況下定義的，其中左右方向與附圖3中所示X方向一致，上下方向與附圖3中所述的Z方向一致?！皟?nèi)、外”是指相對(duì)于各零部件本身輪廓的內(nèi)外。這些方位詞是為了便于理解而采用的，因而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

適當(dāng)參考圖1所示，本實(shí)用新型提供的基本實(shí)施方式的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)包括機(jī)體1、安裝在所述機(jī)體1上的調(diào)節(jié)裝置2，所述調(diào)節(jié)裝置2包括固定件3和用于調(diào)節(jié)所述固定件3在無(wú)人機(jī)飛行時(shí)處于豎直狀態(tài)的調(diào)節(jié)組件，所述固定件3上安裝有激光測(cè)距裝置4。

上述實(shí)施方式提供的具有測(cè)量裝置的無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中需要測(cè)量高度時(shí)，首先通過(guò)安裝在機(jī)體1上的調(diào)節(jié)裝置2，調(diào)節(jié)裝置2調(diào)整固定件3的角度，使其在無(wú)人機(jī)飛行時(shí)始終保持豎直狀態(tài)，從而使得安裝在固定件3上的激光測(cè)距裝置4向下發(fā)出的光線保持豎直狀態(tài)，從而可以準(zhǔn)確地測(cè)量無(wú)人機(jī)在飛行時(shí)的高度數(shù)據(jù)。

在本實(shí)用新型中，所述激光測(cè)距裝置4可以采用現(xiàn)有的任何適當(dāng)?shù)难b置。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖2所示，所述激光測(cè)距裝置4包括激光發(fā)生器5、準(zhǔn)直透鏡6、接收物鏡7和光電轉(zhuǎn)換器8，所述激光發(fā)生器5產(chǎn)生的測(cè)量光束經(jīng)所述準(zhǔn)直透鏡6轉(zhuǎn)折后投射到被測(cè)物9表面形成光斑，所述接收物鏡7接收被測(cè)物9反射的光束，所述光電轉(zhuǎn)換器8對(duì)所述接收物鏡7上的成像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述接收物鏡7的光軸平行于所述準(zhǔn)直透鏡6投射到被測(cè)物9上的光束。

在上述實(shí)施方式中，所述準(zhǔn)直透鏡6可以為一平行棱鏡，該平行棱鏡包括相互平行的兩個(gè)反射面，激光發(fā)生器5出射的測(cè)量光束投射到一個(gè)反射面上并經(jīng)過(guò)另一反射面射出成為投射向被測(cè)物9的光束。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可很容易想到，在其它實(shí)施方式中，準(zhǔn)直透鏡6也可采用兩個(gè)反射鏡，只要該兩個(gè)反射鏡的反射面相互平行既能實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式中平行棱鏡的功能。

本實(shí)用新型通過(guò)使用上述結(jié)構(gòu)的激光測(cè)距裝置4，由于接收物鏡7的光軸平行于準(zhǔn)直透鏡6投射到被測(cè)物9上的光束，且兩個(gè)光束距離很近，因此可以忽略在近距離的成像光斑中心偏移量，在遠(yuǎn)距離和近距離，光斑中心都不偏移，從而減小了超近距離的測(cè)距“盲區(qū)”，也提高了超近距離的測(cè)量穩(wěn)定性，使得應(yīng)用范圍更廣。

在本實(shí)用新型中，所述光電轉(zhuǎn)換器8優(yōu)選采用雪崩光電二極管或者PIN光電二極管作為光敏元件。

在本實(shí)用新型中使用的調(diào)節(jié)組件也可以采用任何能夠改變固定件角度的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述調(diào)節(jié)組件包括第一調(diào)節(jié)件10、能夠驅(qū)動(dòng)所述第一調(diào)節(jié)件10繞垂直于YZ平面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)件11、第二調(diào)節(jié)件12和安裝在所述第一調(diào)節(jié)件10上并且能夠驅(qū)動(dòng)所述第二調(diào)節(jié)件12繞垂直于XZ平面的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)件13，所述第二調(diào)節(jié)件12上安裝有所述固定件3。

其中所述YZ平面，即圖3中所示的Y軸和Z軸構(gòu)成的平面，垂直于YZ平面的方向，即平行于X軸的方向，所述XZ平面，即圖3中所示的X軸和Z軸構(gòu)成的平面，垂直于XZ平面的方向，即平行于Y軸的方向。圖中所示的Z軸方向，為調(diào)節(jié)裝置2安裝在無(wú)人機(jī)上、并且無(wú)人機(jī)的機(jī)臂處于水平狀態(tài)時(shí)的豎直方向，即Z軸方向?yàn)闊o(wú)人機(jī)機(jī)臂處于水平狀態(tài)時(shí)，垂直于無(wú)人機(jī)機(jī)臂的方向。

上述實(shí)施方式的調(diào)節(jié)裝置2在使用時(shí)，首先通過(guò)無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)確定無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，并確定此時(shí)豎直方向相對(duì)于無(wú)人機(jī)的坐標(biāo)系的角度，然后控制第一驅(qū)動(dòng)件11，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)件11調(diào)整第一調(diào)節(jié)件10的角度，并控制第二驅(qū)動(dòng)件13，通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)件13調(diào)整第二調(diào)節(jié)件12的角度，從而綜合調(diào)整安裝在第二調(diào)節(jié)件12上的固定件3的角度，使得安裝在固定件3上的激光測(cè)距裝置4向下發(fā)出的光線保持豎直狀態(tài)。

在本實(shí)用新型中的調(diào)節(jié)裝置2可以以任何適當(dāng)方式固定在無(wú)人機(jī)機(jī)體上，例如，可以將第一驅(qū)動(dòng)件11直接固定在機(jī)體上，第一調(diào)節(jié)件10與第一驅(qū)動(dòng)件11的輸出軸連接。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖3所示，所述第一驅(qū)動(dòng)件11固定安裝在連接件14上，所述第一調(diào)節(jié)件10通過(guò)轉(zhuǎn)軸15可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述連接件14上，所述第一驅(qū)動(dòng)件11與所述第一調(diào)節(jié)件10傳動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)所述第一調(diào)節(jié)件10圍繞所述轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。在本實(shí)施方式中，無(wú)人機(jī)測(cè)量頭調(diào)節(jié)裝置是通過(guò)連接件14固定在無(wú)人機(jī)機(jī)體上的。

此時(shí)，第一調(diào)節(jié)件10通過(guò)轉(zhuǎn)軸15可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在連接件14上，其安裝方式可以為轉(zhuǎn)軸15固定安裝在連接件14上，第一調(diào)節(jié)件10通過(guò)軸承安裝在轉(zhuǎn)軸15上，或者轉(zhuǎn)軸15通過(guò)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在連接件14上，第一調(diào)節(jié)件10與轉(zhuǎn)軸15固定連接。

本實(shí)用新型中，所述第一調(diào)節(jié)件10是用于安裝第二驅(qū)動(dòng)件13的，因此可以采用各種適當(dāng)?shù)男螤詈徒Y(jié)構(gòu)。

如圖3所示，優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)件10包括相互垂直連接的第一安裝板16和第二安裝板17，所述轉(zhuǎn)軸15安裝在所述第一安裝板16上，所述第二驅(qū)動(dòng)件13安裝在所述第二安裝板17上，所述第一驅(qū)動(dòng)件11的輸出軸通過(guò)驅(qū)動(dòng)板18與所述第一安裝板16傳動(dòng)連接。

所述第一驅(qū)動(dòng)件11安裝在連接件14上，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)件11可以驅(qū)動(dòng)第一調(diào)節(jié)件10圍繞轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)。

可選地，所述第一驅(qū)動(dòng)件11可以為直線電機(jī)，直線電機(jī)的機(jī)體鉸接在連接件14上，直線電機(jī)的輸出軸與第二安裝板17鉸接，通過(guò)直線電機(jī)的輸出軸的伸出與縮回，即可帶動(dòng)第二安裝板17圍繞轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，如圖3所示，所述第一驅(qū)動(dòng)件11為舵機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)板18的一端與所述舵機(jī)的擺臂19鉸接連接，所述驅(qū)動(dòng)板18的另一端與所述第二安裝板17鉸接連接。從而，通過(guò)舵機(jī)的擺臂19的擺動(dòng)，可以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板18轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二安裝板17圍繞轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)。

以上實(shí)施方式的先后順序僅為便于描述，不代表實(shí)施方式的優(yōu)劣。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施方式所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施方式技術(shù)方案的精神和范圍。