一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，包括：定位器，其用于采集無人機(jī)經(jīng)緯度；飛行高度傳感器，其用于采集無人機(jī)飛行高度；速度傳感器，其用于采集無人機(jī)飛行速度；相機(jī)，其設(shè)置于所述無人機(jī)底部，用于拍攝三維場景照片；飛控系統(tǒng)，其用于控制無人機(jī)飛行姿態(tài)與飛行軌跡；傾角傳感器，用于采集無人機(jī)飛行姿態(tài)；無線收發(fā)裝置，以與地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述相機(jī)連接，以調(diào)整相機(jī)的拍攝角度。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕，各組件連接可靠并采用模塊化設(shè)計，拆卸方便；飛控采集到無人機(jī)的狀態(tài)，相機(jī)拍照時將無人機(jī)當(dāng)時的狀態(tài)寫入到照片信息中，為場景三維化做基礎(chǔ)。
【專利說明】
一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及三維場景數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，小型無人機(jī)技術(shù)逐漸成熟，使飛行器具備自主飛行的能力成為可能，同時在民用和軍用領(lǐng)域?qū)︼w行器的自主性能也提出了更高的需求，特別是在勘察，救援，監(jiān)控等方面的需求也日益增加。將人們經(jīng)?？吹降奈矬w掃描成三維模型成為可能，市場潛力巨大，掃描出的三維模型可以通過3D打印機(jī)打印出來也可以作為數(shù)據(jù)留存。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型設(shè)計開發(fā)了一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中資源浪費(fèi)、工作效率低的缺陷，使各組件連接可靠并拆卸方便，結(jié)構(gòu)簡潔緊湊。
[0004]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0005]—種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，包括:
[0006]定位器，其設(shè)置于無人機(jī)本體中心處，用于采集無人機(jī)經(jīng)瑋度；
[0007]飛行高度傳感器，其設(shè)置于無人機(jī)本體底部，用于采集無人機(jī)飛行高度；
[0008]速度傳感器，其設(shè)置于無人機(jī)本體重心處，用于采集無人機(jī)飛行速度；
[0009]相機(jī)，其設(shè)置于無人機(jī)本體底部，用于拍攝三維場景照片；
[0010]飛控系統(tǒng)，其設(shè)置于無人機(jī)本體內(nèi)部，用于控制無人機(jī)飛行姿態(tài)與飛行軌跡。
[0011 ]優(yōu)選的是，所述相機(jī)采用高清攝像機(jī)。
[0012]優(yōu)選的是，還包括傾角傳感器，用于采集無人機(jī)飛行姿態(tài)。
[0013]優(yōu)選的是，所述定位器采用GPS定位器或北斗定位器。
[0014]優(yōu)選的是，還包括無線收發(fā)裝置，以與地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0015]優(yōu)選的是，還包括相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述相機(jī)連接，以調(diào)整相機(jī)的拍攝角度。
[0016]優(yōu)選的是，所述相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，所述第一驅(qū)動電機(jī)能夠使相機(jī)繞水平面內(nèi)橫向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述第二驅(qū)動電機(jī)夠使相機(jī)繞水平面內(nèi)縱向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型將無人機(jī)飛控和高清攝像機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一起，本裝置可控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行，具有失控自動返航等功能，本裝置控制高清攝像機(jī)拍攝照片的時候?qū)o人機(jī)當(dāng)時的狀態(tài)信息保存到圖片數(shù)據(jù)中。三維重建讀取照片數(shù)據(jù)的時候，直接能知道拍攝時相機(jī)的位置信息，省去了攝像機(jī)標(biāo)定的步驟，節(jié)省了三維重建的時間。提高了工作效率，有效利用了資源。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕，各組件連接可靠并采用模塊化設(shè)計，拆卸方便;飛控采集到無人機(jī)的狀態(tài)，相機(jī)拍照時將無人機(jī)當(dāng)時的狀態(tài)寫入到照片信息中，為場景三維化做基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，包括無人機(jī)本體110、定位器120、飛行高度傳感器130、速度傳感器140、傾角傳感器150、無線收發(fā)裝置160、相機(jī)170、相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)180以及飛控系統(tǒng)190。
[0022]其中，定位器120用于采集無人機(jī)的位置信息，即經(jīng)瑋度信息。做為一種優(yōu)選的，所述定位器120采用GPS定位器或北斗定位器。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是:建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。北斗定位器能夠覆蓋中國本土的區(qū)域，覆蓋范圍東經(jīng)約70°-140°，北瑋5°-55°。
[0023]飛行高度傳感器130用于采集無人機(jī)飛行高度信息。速度傳感器140用于采集無人機(jī)飛行速度。傾角傳感器150用于采集無人機(jī)飛行姿態(tài)，確定無人機(jī)是處于平飛狀態(tài)還是俯沖或爬升姿態(tài)，或者是左右傾斜姿態(tài)。
[0024]相機(jī)170安裝于無人機(jī)本體110的底部，用于拍攝圖像。做為一種優(yōu)選的，所述相機(jī)170采用高清攝像機(jī)，從而得到清晰的圖像信息。
[0025]飛控系統(tǒng)190用于控制無人機(jī)飛行姿態(tài)與飛行軌跡。無線收發(fā)裝置160用于和地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。地面站通過無線收發(fā)裝置160向無人機(jī)飛控系統(tǒng)110發(fā)送飛行控制指令，飛控系統(tǒng)190按照該飛行控制指令控制無人機(jī)進(jìn)行指定路線的飛行，并進(jìn)行三維數(shù)據(jù)的采集。
[0026]本實(shí)用新型還包括相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)180，其與所述相機(jī)170連接，用于調(diào)節(jié)相機(jī)的拍攝角度。當(dāng)無人機(jī)處于非平飛姿態(tài)是，相機(jī)170拍攝的圖像也是傾斜的，因此可以通過相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)180來調(diào)整相機(jī)170的角度，使相機(jī)170始終處于垂直拍攝的狀態(tài)，從而提高了拍攝圖像的質(zhì)量。
[0027]所述相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)180包括第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，所述第一驅(qū)動電機(jī)能夠使相機(jī)170繞水平面內(nèi)橫向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述第二驅(qū)動電機(jī)夠使相機(jī)170繞水平面內(nèi)縱向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0028]相機(jī)170在拍攝圖像的同時，定位器120、飛行高度傳感器130、速度傳感器140、傾角傳感器150采集的經(jīng)瑋度信息、飛行高度信息、飛行速度信息、飛行姿態(tài)信息會一并存入到圖像信息中，在后續(xù)三維重建讀取照片數(shù)據(jù)的時候，直接能知道拍攝時相機(jī)的位置信息，省去了攝像機(jī)標(biāo)定的步驟，節(jié)省了三維重建的時間，提高了工作效率。
[0029]本實(shí)用新型提供了一種搭載在無人機(jī)上的裝置，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕，各組件連接可靠并采用模塊化設(shè)計，拆卸方便;飛控采集到無人機(jī)的狀態(tài)，如高度，速度，經(jīng)瑋度等信息，相機(jī)拍照時將無人機(jī)當(dāng)時的狀態(tài)寫入到照片信息中，為場景三維化做基礎(chǔ)。通過點(diǎn)云將場景三維化。
[0030]普遍的基于相機(jī)的三維重建技術(shù)步驟一般是:1.圖像獲取2.攝像機(jī)標(biāo)定3.特征點(diǎn)提取4.立體匹配5.三維重建。上述技術(shù)是基于視覺方法的，對光照和相機(jī)的幾何特性要求苛刻;并且，無法對大面積物體進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0031]而本實(shí)用新型提供的一種基于無人直升機(jī)的大面積非結(jié)構(gòu)化場景三維場景數(shù)據(jù)采集及控制裝置，解決了大面積物體的點(diǎn)云采集和原始照片采集難題，有效地克服了點(diǎn)云拼接的困難，解決了大范圍非結(jié)構(gòu)化大物體的三維重建工作難題。
[0032]本實(shí)用新型目的在于簡化三維重建技術(shù)，在圖像獲取的過程中加入攝像機(jī)標(biāo)定功能，兩部合并為一部實(shí)現(xiàn)，簡化步驟，合理利用資源。
[0033]本實(shí)用新型將無人機(jī)飛控和高清攝像機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一起，本裝置可控制無人機(jī)穩(wěn)定飛行，具有失控自動返航等功能，本裝置控制高清攝像機(jī)拍攝照片的時候?qū)o人機(jī)當(dāng)時的狀態(tài)信息保存到圖片數(shù)據(jù)中。三維重建讀取照片數(shù)據(jù)的時候，直接能知道拍攝時相機(jī)的位置信息，省去了攝像機(jī)標(biāo)定的步驟，節(jié)省了三維重建的時間。提高了工作效率，有效利用了資源。無人機(jī)飛控系統(tǒng)控制無人機(jī)飛行姿態(tài)與飛行軌跡。飛行三維場景數(shù)據(jù)采集任務(wù)時能自動修正飛行軌跡，達(dá)到良好的拍攝效果，方便合成三維場景。
[0034]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，包括: 定位器，其設(shè)置于無人機(jī)本體中心處，用于采集無人機(jī)經(jīng)瑋度； 飛行高度傳感器，其設(shè)置于無人機(jī)本體底部，用于采集無人機(jī)飛行高度； 速度傳感器，其設(shè)置于無人機(jī)本體重心處，用于采集無人機(jī)飛行速度； 相機(jī)，其設(shè)置于無人機(jī)本體底部，用于拍攝三維場景照片； 飛控系統(tǒng)，其設(shè)置于無人機(jī)本體內(nèi)部，用于控制無人機(jī)飛行姿態(tài)與飛行軌跡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述相機(jī)采用高清攝像機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，還包括傾角傳感器，用于采集無人機(jī)飛行姿態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述定位器采用GPS定位器或北斗定位器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，還包括無線收發(fā)裝置，以與地面站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，還包括相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其與所述相機(jī)連接，以調(diào)整相機(jī)的拍攝角度。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無人機(jī)三維場景數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述相機(jī)角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，所述第一驅(qū)動電機(jī)能夠使相機(jī)繞水平面內(nèi)橫向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述第二驅(qū)動電機(jī)夠使相機(jī)繞水平面內(nèi)縱向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】G05D1/08GK205507553SQ201620285362
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王瑞天
【申請人】吉林禾熙科技開發(fā)有限公司