本實(shí)用新型涉及無人機(jī)改造領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備。

背景技術(shù)：

“數(shù)字城市”（英文：digital city），以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運(yùn)用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙測、仿真-虛擬等技術(shù)，對城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述，即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來的全部內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬實(shí)現(xiàn)。目前，在實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的過程中，所用的拍攝設(shè)備大多采用多旋翼無人機(jī)。并且在無人機(jī)中集成處理模塊、無線模塊、拍攝模塊，以達(dá)到智能一體化拍攝的目的。

現(xiàn)在的智能一體化拍攝設(shè)備一般包括一個(gè)無人機(jī)主體、處理模塊和拍攝模塊，處理模塊、拍攝模塊和無線模塊集成在無人機(jī)主體內(nèi)，無人機(jī)主體上設(shè)有4-8個(gè)翼臂，翼臂均勻固定在無人機(jī)主體的周向上，翼臂的頂端均設(shè)有旋翼，旋翼一般用無刷直流電機(jī)帶動(dòng)。一般情況下，無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制是處理模塊控制的，采用PID算法，用以陀螺儀和電子羅盤作為負(fù)反饋，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速作為輸出，從而達(dá)到控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)、飛行線路的目的的。拍攝模塊負(fù)責(zé)拍攝。

即便有處理模塊，但是智能一體化拍攝設(shè)備依然需要通過無線模塊與地面上的遙控器進(jìn)行信號交換，以適應(yīng)在城市較為復(fù)雜的氣流環(huán)境，現(xiàn)有的無線模塊大多采用通訊距離在0-800米（可視距離），型號為CC2500的2.4G無線收發(fā)模塊。在實(shí)際的應(yīng)用中，均未在該2.4G無線收發(fā)模塊上設(shè)置天線，均使用的是PCB自帶天線，PCB自帶天線是全向天線，雖然范圍廣，但是信號強(qiáng)度低，在實(shí)際工作情況下，這種無人機(jī)的控制距離在150米左右。

因此，現(xiàn)在急需一種增加信號交換距離的數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對在智能一體化拍攝設(shè)備信號交換距離短的技術(shù)問題，提供了一種數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備。

本方案提供的基礎(chǔ)方案為：數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備，包括處理模塊、拍攝模塊、無人機(jī)主體、無線收發(fā)模塊以及均勻固定在無人機(jī)主體周向上的翼臂，處理模塊、拍攝模塊以及無線收發(fā)模塊均固定在無人機(jī)主體內(nèi)，翼臂上均設(shè)有材質(zhì)為鋁箔的定向天線，定向天線包括反射器、有源振子和引向器，反射器、有源振子和引向器相互平行從上至下依次貼合在翼臂的側(cè)面，反射器、有源振子和引向器中點(diǎn)的連線上設(shè)有與反射器垂直的大梁，大梁傾斜向翼臂的外側(cè)貼合在翼臂的側(cè)面上，大梁將反射器、有源振子和引向器連接在一起，有源振子與無線收發(fā)模塊之間設(shè)有饋線。

本方案的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于：反射器、有源振子、引向器以及大梁組合成一個(gè)八木天線，八木天線具有很好的方向性。關(guān)于這個(gè)，我們就要說一說八木天線了，八木天線在接收信號時(shí)，引向器對感應(yīng)信號呈“容性”，電流超前電壓90°；引向器感應(yīng)的電磁波會(huì)向主振子輻射，輻射信號經(jīng)過四分之一波長的路程使其滯后90°恰好抵消了前面引起的“超前”，兩者相位相同，于是信號迭加，得到加強(qiáng)。反射器略長于二分之一波長，呈感性，電流滯后90°，再加上輻射到主振子過程中又滯后90°，兩者加起來剛好差180°，起到了抵消作用。一個(gè)方向加強(qiáng)，一個(gè)方向削弱，便有了強(qiáng)方向性。發(fā)射狀態(tài)作用過程亦然。

大梁傾斜向翼臂的外側(cè)貼合在翼臂的側(cè)面上的，因此無線收發(fā)模塊發(fā)射或者接收的信號在傾斜向翼臂外側(cè)會(huì)得到加強(qiáng)，由于在每個(gè)翼臂上均設(shè)有定向天線，因此在無人機(jī)主體的下方一個(gè)傘形區(qū)域內(nèi)的信號均會(huì)得到加強(qiáng)，該區(qū)域在地面上的投影為圓環(huán)形，無人機(jī)主體正下方和無人機(jī)上方的信號會(huì)減弱。

操作者與航拍無人機(jī)的連線處于兩個(gè)翼臂之間，雖然此時(shí)沒有正對定向天線，但是由于有兩個(gè)定向電線同時(shí)接收或者發(fā)射信號，因此，在操作者的角度考慮，信號并不會(huì)有明顯的衰弱。

由于航拍無人機(jī)在工作過程中，是位于操作者的斜上方，很少有操作者會(huì)將無人控制到自己的正上方，從常理的角度考慮，這樣的方式并不會(huì)利于操作者觀察無人機(jī)的飛行狀態(tài)。即便航拍無人機(jī)正下方的信號減弱，也不會(huì)影響操作者使用。

定向天線的材質(zhì)為鋁箔且定向天線是貼合在翼臂的表面上的，因此并不會(huì)影響航拍無人機(jī)的外形，也不會(huì)過于增大航拍無人機(jī)的負(fù)重，從而達(dá)到在不改變無人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)外形和重量的情況下，達(dá)到增強(qiáng)發(fā)射或者接受信號的目的。

本方案數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備，將現(xiàn)有的PCB全向天線改變成沿翼臂傾斜向下的定向天線，減弱無人機(jī)上方和正下方的信號，在不增加發(fā)射功率的情況下，讓無人機(jī)下方傘形區(qū)域內(nèi)的信號加強(qiáng)。本方案中的定向天線，極大的增加了航拍無人機(jī)接收信號的能力。經(jīng)過實(shí)際測量和實(shí)驗(yàn)，采用本方案的航拍無人機(jī)，遙控距離從原來的150米提高到260米，從而實(shí)現(xiàn)了在智能化一體拍攝設(shè)備中延長信號交換距離的目的。

進(jìn)一步，引向器的數(shù)量為三個(gè)，越向下的引向器越短。這樣能夠讓定向天線的方向性更加明顯。

進(jìn)一步，反射器的長度大于有源振子的長度。這樣能夠讓定向天線的方向性更加明顯，減少信號從無人機(jī)的上方發(fā)射出去造成浪費(fèi)。

進(jìn)一步，反射器的正上方設(shè)有截面形狀為向上拱的弧形的材質(zhì)為鋁箔的反射層，反射層粘接在翼臂上。反射層的截面形狀為向上拱的弧形，在空氣動(dòng)力學(xué)中，這樣的形狀就類似為客機(jī)機(jī)翼的截面形狀，在無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的過程中，由于反射層上下兩側(cè)空氣流速差的關(guān)系，能夠給無人機(jī)提供略微的升力。其次，在無線收發(fā)模塊工作時(shí)，還是會(huì)有較弱的信號從反射器漏出，傾斜著從無人機(jī)上方發(fā)射出去，反射層能夠?qū)⑦@一部分信號聚焦到無人機(jī)的正下方，由于是多個(gè)信號疊加，因此，這部分信號的強(qiáng)度也較高，解決無人機(jī)正下方信號弱的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：無人機(jī)主體1、翼臂12、反射器2、有源振子21、引向器23、大梁24、反射層3。

實(shí)施例1

基本如附圖1所示：數(shù)字城市智能一體化拍攝設(shè)備，包括無人機(jī)主體1、處理模塊、拍攝模塊、無線收發(fā)模塊以及周向均布在無人機(jī)主體1周向上的翼臂12，處理模塊、拍攝模塊以及無線收發(fā)模塊固定在無人機(jī)主體1內(nèi)。無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制是處理模塊控制的，采用PID算法，控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)、飛行線路的目的的。拍攝模塊負(fù)責(zé)拍攝。

翼臂12上均設(shè)有材質(zhì)為鋁箔的定向天線，定向天線包括反射器2、有源振子21和引向器23，反射器2、有源振子21和引向器23相互平行從上至下依次貼合在翼臂12的側(cè)面，反射器2、有源振子21和引向器23中點(diǎn)的連線上設(shè)有與反射器2垂直的大梁24，大梁24傾斜向翼臂12的外側(cè)，大梁24貼合在翼臂12的側(cè)面上，大梁24將反射器2、有源振子21和引向器23連接在一起，有源振子21與無線收發(fā)模塊之間設(shè)有饋線。反射器、有源振子、引向器以及大梁組合成一個(gè)八木天線，利用八木天線具有很好的方向性的特點(diǎn)，進(jìn)行信號發(fā)射方向的約束。

反射器2的正上方設(shè)有截面形狀為向上拱的弧形的材質(zhì)為鋁箔的反射層3，反射層3粘接在翼臂12上。在無線收發(fā)模塊工作時(shí)，還是會(huì)有較弱的信號從反射器漏出，傾斜著從無人機(jī)上方發(fā)射出去，反射層能夠?qū)⑦@一部分信號聚焦到無人機(jī)的正下方，由于是多個(gè)信號疊加，因此，這部分信號的強(qiáng)度也較高，解決無人機(jī)正下方信號弱的問題。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1相比，不同之處僅在于，引向器23的數(shù)量為四個(gè)，越向下的引向器23越短，反射器2的長度大于有源振子21的長度。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。