一種快速測繪多旋翼無人的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種快速測繪多旋翼無人機，屬于航空測繪【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型包括機架、飛行提升機構(gòu)、云臺機構(gòu)和控制機構(gòu)，機架沿其機體伸出四只機臂，機體下部設(shè)置有腳架，機臂和腳架均為可折疊結(jié)構(gòu)，飛行提升機構(gòu)設(shè)置于四只機臂的末端，云臺機構(gòu)通過掛載桿掛載于無人機機體底部，云臺機構(gòu)上安裝有相機，云臺機構(gòu)用于調(diào)節(jié)相機光軸始終垂直于地面，控制機構(gòu)用于控制無人機飛行到指定高度及調(diào)節(jié)云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)；本實用新型的測繪方法通過分析相機鏡頭參數(shù)，確定拍攝高度和成像比例之間的關(guān)系，再設(shè)定無人機飛行路線。本實用新型可快速得到測繪結(jié)果，測繪精度和效率高。
【專利說明】一種快速測繪多旋翼無人機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及航空測繪【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種快速測繪多旋翼無人 機。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，小型無人機在遠程遙控、續(xù)航時間、飛行品質(zhì)上有了明 顯的突破，成為了近幾年興起的新的航空遙感手段，被遙感界普遍認為具有良好的發(fā)展前 景。然而，目前應(yīng)用的絕大多數(shù)無人機并不是為測繪遙感行業(yè)而設(shè)計的，簡單的航模飛機雖 然也帶有飛行控制系統(tǒng)，也能實現(xiàn)空中的自動駕駛和連續(xù)攝影。但是，在飛行作業(yè)過程中， 由于無人機易受到氣流的影響，會產(chǎn)生俯仰、滾轉(zhuǎn)等無規(guī)則姿態(tài)變化，相機光軸也會隨飛行 姿態(tài)的變化而改變，致使拍攝數(shù)據(jù)無規(guī)律畸變，重疊率難以保證，只能通過增加航線密度和 照片數(shù)量來彌補，地面人員后期再利用測繪軟件對采集的數(shù)據(jù)進行處理、計算以獲得拍攝 目標的比例尺。
[0003] 測繪領(lǐng)域的人員都知道，在進行房屋拆迀成本核算、農(nóng)田工程成本估算，土方面積 估算等作業(yè)時，測繪工作可謂時間緊、任務(wù)重。傳統(tǒng)無人機上空拍攝影像再后期處理的方 式，后期數(shù)據(jù)處理浪費了大量的人力物力，即時可測性差，這也是限制無人機在測繪行業(yè)推 廣應(yīng)用的一大瓶頸，而目前尚沒有很好的方案解決這一問題。
[0004] 經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)?00920107879. 4,申請日為2009年5月1日，發(fā)明創(chuàng)造名 稱為：一種無人機正射影像云臺，該申請案通過云臺的控制裝置對相機進行控制，使之在飛 行過程中保持相機光軸始終垂直于大地平面，從而提高測繪精度，大量減少飛行作業(yè)時間。 無人機正射影像云臺裝配于無人駕駛飛機的底部，相機安裝于云臺底座上，底座連接云臺 的X軸控制組和Y軸控制組；X軸控制組和Y軸控制組分別包含依次相連的陀螺儀、電子調(diào) 速器和伺服器，且陀螺儀依次連接遙控接收機和電源。當無人機飛行時，相機光軸對地入射 角會產(chǎn)生偏移，此時陀螺儀檢測相機的偏移速率并向電子調(diào)速器輸出相應(yīng)的信號，電子調(diào) 速器控制伺服器作相應(yīng)轉(zhuǎn)動來輸出相反的力矩，以此阻尼相機偏移的發(fā)生和延續(xù)，并依靠 相機重心自然恢復(fù)至與地面垂直的狀態(tài)。
[0005] 又如中國專利號ZL201220738050. 6,授權(quán)公告日為2013年7月17日，發(fā)明創(chuàng)造 名稱為：一種航拍飛行器，該申請案包括機艙，所述機艙由頂板和底板構(gòu)成，所述機艙內(nèi)的 兩側(cè)設(shè)有四支機臂，所述四支機臂的末端分別設(shè)置有螺旋槳；所述螺旋槳連接動力模塊，所 述動力模塊連接電源管理模塊和控制模塊，所述控制模塊分別連接圖像傳輸模塊、GPS定位 模塊和攝像模塊，所述機艙的前端設(shè)置有云臺，所述攝像模塊安裝在云臺上。該申請案通過 圖像傳輸模塊將視頻數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)傳輸給地面控制裝置，信號強度好。此外，中國專利 號ZL201220587792. 3,授權(quán)公告日為2013年4月24日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：雙軸陀螺穩(wěn)定云 臺；該申請案也公開了一種能穩(wěn)定機載設(shè)備攝錄角度的雙軸陀螺穩(wěn)定云臺。
[0006] 上述申請案均為提高測繪精度提出了自己的方案，但上述申請案或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制 造成本高，實用性差；或功能不夠完善，使用效果差，仍需進一步改進。 實用新型內(nèi)容
[0007] 1.實用新型要解決的技術(shù)問題
[0008] 本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有無人機測繪精度低，需后期對大量數(shù)據(jù)進行測算 矯正，費時費力、及時可測性差的問題，提供了一種快速測繪多旋翼無人機；本實用新型提 供的無人機，結(jié)構(gòu)簡單，負載的相機能夠根據(jù)無人機飛行姿態(tài)隨時調(diào)整，始終保持垂直于大 地表面的拍攝角度，所拍攝圖像的核心區(qū)域誤差率低，再輔以本實用新型提供的測繪方法， 無需進行后期數(shù)據(jù)測算矯正，即可快速得到測繪結(jié)果，測繪精度和效率高；此外，本實用新 型整個無人機機架采用可拆卸或可折疊結(jié)構(gòu)，非使用狀態(tài)下放于一收納箱里，運輸、攜帶方 便，使用時可快速組裝，實用性強。
[0009] 2.技術(shù)方案
[0010] 為達到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：
[0011] 本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機，包括機架、飛行提升機構(gòu)、云臺機構(gòu)和 控制機構(gòu)，其中：
[0012] 所述的機架沿其機體伸出四只機臂，機體下部設(shè)置有腳架，機臂和腳架均為可折 疊結(jié)構(gòu)；
[0013] 所述的飛行提升機構(gòu)設(shè)置于四只機臂的末端，該飛行提升機構(gòu)包括電子調(diào)速器、 電機和螺旋槳，電子調(diào)速器的輸出端連接電機，螺旋槳的下部設(shè)置有一快拆件，螺旋槳通過 該快拆件與電機活動連接，電機控制螺旋槳以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；
[0014] 所述的云臺機構(gòu)通過掛載桿掛載于無人機機體底部，云臺機構(gòu)上安裝有相機，云 臺機構(gòu)用于調(diào)節(jié)相機光軸始終垂直于地面；
[0015] 所述的控制機構(gòu)用于控制無人機飛行到指定高度及調(diào)節(jié)云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)。
[0016] 更進一步地，所述的機臂包括第一機臂和第二機臂，第一機臂的根部設(shè)置有折疊 件，第一機臂和第二機臂通過折疊件連接；所述的腳架包括上腳架臂和下腳架臂，上腳架臂 的根部設(shè)置有折疊件，上腳架臂和下腳架臂也通過折疊件連接。
[0017] 更進一步地，所述的折疊件包括第一接管、鉸接件、第二接管和卡扣，第一接管、第 二接管與機臂或腳架臂套合，第一接管與第二接管通過鉸接件活動連接；所述的卡扣設(shè)置 于第二接管上，第一接管、第二接管通過卡扣限位固定。
[0018] 更進一步地，所述的云臺機構(gòu)包括掛載件、固定支架、X軸無刷電機、云臺機架、相 機支架、Y軸無刷電機和相機，所述的掛載件的一端設(shè)置有卡口，掛載件通過該卡口卡合于 掛載桿上，掛載件的另一端與固定支架固連，固定支架的下部固連X軸無刷電機，X軸無刷 電機的輸出軸與云臺機架相連，X軸無刷電機控制云臺機架旋轉(zhuǎn)；所述的云臺機架為U型結(jié) 構(gòu)，該云臺機架的一端固連有Y軸無刷電機，云臺機架的另一端對稱設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；所述的相 機支架也為U型結(jié)構(gòu)，該相機支架的一端與Y軸無刷電機的輸出軸相連，相機支架的另一端 與轉(zhuǎn)軸相連，Y軸無刷電機控制相機支架旋轉(zhuǎn)；所述的相機固連于相機支架上。
[0019] 更進一步地，所述的云臺機構(gòu)還包括陀螺儀、X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器， 陀螺儀的輸入端與接收機相連，該陀螺儀分別控制X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器動作， 所述的X軸電子調(diào)速器連接X軸無刷電機，Y軸電子調(diào)速器連接Y軸無刷電機。
[0020] 更進一步地，所述的控制機構(gòu)包括主控制器、電池、GPS導(dǎo)航儀、頂U模塊和接收 機，主控制器的輸入端分別與GPS導(dǎo)航儀、頂U模塊的輸出端相連，主控制器的輸出端連接 電子調(diào)速器和接收機，所述的電子調(diào)速器的輸出端連接電機，接收機的輸出端連接陀螺儀， 所述的電池為無人機動作供電。
[0021] 更進一步地，所述的機架、掛載件、固定支架、云臺機架和相機支架均為碳纖維材 質(zhì)。
[0022] 更進一步地，所述的相機為佳能S120數(shù)碼相機。
[0023] 本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機的測繪方法，其步驟為：
[0024] 步驟一、分析相機的鏡頭參數(shù)，進行畸變矯正，確定拍攝高度和成像比例之間的關(guān) 系；
[0025] 步驟二、根據(jù)步驟一所得數(shù)據(jù)確定無人機飛行路線；
[0026] 步驟三、根據(jù)步驟二確定路線編程，燒錄至主控制器內(nèi)；
[0027] 步驟四、主控制器控制無人機在設(shè)定高度飛行，并控制云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)，使相機77 光軸始終垂直于地面拍攝目標影像，按設(shè)定飛行路線完成所有拍攝任務(wù)。
[0028] 更進一步地，步驟一所得拍攝高度和成像比例之間的關(guān)系為：
[0029] H= ........[.....5.........0塑... Il
[0030] 式中，H為拍攝高度，f為鏡頭焦距，a為像元尺寸，GSD為地面分辨率。
[0031] 3.有益效果
[0032] 采用本實用新型提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果：
[0033] (1)本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機，通過GPS導(dǎo)航定位，MU準確反饋 飛行姿態(tài)給主控制器，無人機的飛行定位準確；通過陀螺儀反饋無人機飛行姿態(tài)，驅(qū)動X軸 無刷電機和Y軸無刷電機控制相機在X、Y兩個方向上運動，使相機光軸始終垂直于大地表 面，拍攝圖像核心區(qū)域誤差率低于5%，可廣泛用于良田測算等領(lǐng)域；
[0034] (2)本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機，采用四旋翼結(jié)構(gòu)，支架采用碳纖維 材質(zhì)制造，體積小重量輕；且無人機機架可折疊，云臺機構(gòu)等部件可拆卸，非使用狀態(tài)下放 于一收納箱里，運輸、攜帶方便，使用時可快速組裝，實用性強；
[0035] (3)本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機的測繪方法，采用逆向思維，通過分 析相機鏡頭參數(shù)，確定拍攝高度和成像比例之間的關(guān)系，再設(shè)定無人機飛行路線，而非后期 利用測繪軟件對無人機拍攝影像進行分析再確定拍攝目標比例尺，省去了后期處理數(shù)據(jù)的 時間，且在無人機執(zhí)行航測作業(yè)過程中，無需地面人員任何干預(yù)，測得相應(yīng)比例尺的影像方 便高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1是本實用新型的一種快速測繪多旋翼無人機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖2是本實用新型中無人機控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0038] 圖3是本實用新型中云臺控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039] 圖4是本實用新型中折疊件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖5是本實用新型中無人機機架折疊后示意圖；
[0041] 圖6中的（a)和（b)是本實用新型中快拆件與電機、快拆件與螺旋槳連接的示意 圖；
[0042] 圖7是本實用新型中云臺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖8是本實用新型的無人機拍攝原理示意圖。
[0044] 不意圖中的標號說明：
[0045] 1、電池；2、GPS導(dǎo)航儀；31、第一機臂；321、第一接管；322、鉸接件；323、第二 接管；324、卡扣；33、第二機臂；41、電機；42、快拆件；421、快拆件底座；4211、底座端頭； 4212、固定孔；4213、定位孔；422、快拆件上座；423、卡簧；424、M3螺絲；425、定位銷；43、螺 旋槳；51、上腳架臂；52、下腳架臂；6、掛載桿；71、掛載件；72、固定支架；73、X軸無刷電機； 74、云臺機架；75、相機支架；76、Y軸無刷電機；77、相機。

【具體實施方式】
[0046] 為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
[0047] 實施例1
[0048] 參看圖1，本實施例的一種快速測繪多旋翼無人機，包括機架、飛行提升機構(gòu)、云臺 機構(gòu)和控制機構(gòu)，其中：
[0049] 所述的機架沿其機體伸出四只機臂，四只機臂圍繞機體等間隔設(shè)置，能夠保證無 人機飛行的穩(wěn)定性，機體下部設(shè)置有腳架。本實施例中機臂包括第一機臂31和第二機臂 33,第一機臂31的根部（即靠近機體的部位）設(shè)置有折疊件，第一機臂31和第二機臂33 通過折疊件連接。所述的腳架包括上腳架臂51和下腳架臂52,上腳架臂51的根部設(shè)置有 折疊件，上腳架臂51和下腳架臂52也通過折疊件連接。折疊件的具體結(jié)構(gòu)參看圖4,所述 的折疊件包括第一接管321、鉸接件322、第二接管323和卡扣324,第一接管321、第二接管 323與機臂或腳架臂套合，第一接管321與第二接管323通過鉸接件322活動連接；所述的 卡扣324設(shè)置于第二接管323上，第一接管321、第二接管323通過卡扣324限位固定。圖4 所示折疊件主要用于第一機臂31和第二機臂33、上腳架臂51和下腳架臂52之間，第一機 臂31和上腳架臂51根部的折疊件與之包含部件相同、作用原理相同，結(jié)構(gòu)設(shè)計略有不同， 此處不再贅述。
[0050] 所述的飛行提升機構(gòu)設(shè)置于四只機臂的末端，該飛行提升機構(gòu)包括電子調(diào)速器、 電機41和螺旋槳43,機臂的末端設(shè)置電機座，電機41安裝于電機座上，電子調(diào)速器的輸出 端連接電機41，電機41控制螺旋槳43以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。值得說明的是，本實施例在螺旋 槳43的下部設(shè)置有一快拆件42,參看圖6中的（a)和（b)，快拆件42包括快拆件底座421、 快拆件上座422和卡簧423,快拆件底座421的中部設(shè)置有底座端頭4211，底座端頭4211 上開設(shè)有外螺紋。快拆件底座421上沿底座端頭4211的四周開設(shè)有固定孔4212和定位孔 4213，M3螺絲424穿過固定孔4212將快拆件底座421固定在電機41上。所述的快拆件上 座422底部開設(shè)有與底座端頭4211配合的螺紋孔，且快拆件上座422上也開設(shè)有固定孔和 定位孔，M3螺絲424穿過固定孔將快拆件上座422與螺旋槳43固定，快拆件上座422和螺 旋槳43之間還夾有卡簧423。定位銷425穿過快拆件上座422上開設(shè)的定位孔，組裝螺旋 槳43時，快拆件上座422底部螺紋孔與快拆件底座421的底座端頭4211配合，擰入90°之 后，定位銷425卡入定位孔4213中，能夠保證螺旋槳43加速或減速沿同一方向旋轉(zhuǎn)時，快 拆件上座422和快拆件底座421始終不分離，進而保證無人機作業(yè)時螺旋槳43不脫離無人 機機體造成事故。同樣的，拆卸螺旋槳43時相反方向擰動快拆件上座422,定位銷425脫離 定位孔4213,即可快速拆卸螺旋槳43。通過該快拆件42能夠在3s內(nèi)將螺旋槳43安裝于 電機41的輸出端，或從電機41上拆下。
[0051] 無人機在非使用狀態(tài)下，可通過快拆件42迅速拆下螺旋槳43,再將各折疊件的卡 扣324打開，將第一機臂31沿其根部向下折疊，第二機臂33沿第一機臂31向上折疊，同理， 將上腳架臂51沿其根部向內(nèi)折疊，下腳架臂52沿上腳架臂51向上折疊，折疊后效果參看 圖5。如此，折疊后無人機占用空間很小，能夠非常方便的放置于鋁制收納箱里，運輸、攜帶 方便，使用時也可快速組裝，實用性強。
[0052] 所述的云臺機構(gòu)參看圖7,云臺機構(gòu)包括掛載件71、固定支架72、X軸無刷電機73、 云臺機架74、相機支架75、Y軸無刷電機76和相機77。本實施例的機架、掛載件71、固定 支架72、云臺機架74和相機支架75均采用碳纖維材料制備，碳纖維材料是一種具有很高強 度和模量的耐高溫纖維，無人機的主體支架采用碳纖維材料，能夠保證無人機體積小、重量 輕、機架強度高，使用壽命大大延長。
[0053] 所述的掛載件71的一端設(shè)置有卡口，掛載件71通過該卡口卡合于無人機機體底 部的掛載桿6上。云臺機構(gòu)通過掛載件71卡合固定于掛載桿6上，即能保證云臺機構(gòu)與機 體之間不因氣流等因素發(fā)生晃動，保證拍攝圖像清晰，不重影。同時，在無人機非使用狀態(tài) 下，還可將云臺機構(gòu)快速拆除，保證運輸時云臺機構(gòu)負載的相機77不受碰撞，導(dǎo)致?lián)p壞；在 使用時也能快速安裝負載不同型號相機的云臺機構(gòu)，滿足不同拍攝任務(wù)的要求。掛載件71 的另一端與固定支架72固連，固定支架72的下部固連X軸無刷電機73, X軸無刷電機73 的輸出軸與云臺機架74相連，X軸無刷電機73控制云臺機架74旋轉(zhuǎn)。所述的云臺機架74 為U型結(jié)構(gòu)，該云臺機架74的一端固連有Y軸無刷電機76,云臺機架74的另一端對稱設(shè)置 有轉(zhuǎn)軸；所述的相機支架75也為U型結(jié)構(gòu)，該相機支架75的一端與Y軸無刷電機76的輸 出軸相連，相機支架75的另一端與轉(zhuǎn)軸相連，Y軸無刷電機76控制相機支架75旋轉(zhuǎn)。所述 的相機77固連于相機支架75上。本實施例中相機77采用佳能S120數(shù)碼相機，佳能S120 數(shù)碼相機具有的大廣角、多張連拍功能，能夠幫助無人機獲得更優(yōu)質(zhì)、更全面的測繪數(shù)據(jù)。
[0054] 參看圖3,本實施例的云臺機構(gòu)還包括陀螺儀、X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器， 所述的陀螺儀與云臺機架74保持相對靜止，本實施例所用的陀螺儀為高度集成的陀螺儀， 該陀螺儀的輸入端與接收機相連，陀螺儀分別控制X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器動作。 所述的X軸電子調(diào)速器連接X軸無刷電機73, Y軸電子調(diào)速器連接Y軸無刷電機76。X軸 無刷電機73和Y軸無刷電機76為調(diào)節(jié)相機77拍攝角度提供動力，具體為X軸無刷電機73 控制云臺機架74旋轉(zhuǎn)，Y軸無刷電機76控制相機支架75旋轉(zhuǎn)，X軸無刷電機73、Y軸無刷 電機76可同時或單獨動作，控制相機光軸隨無人機飛行姿態(tài)變化，始終垂直于大地表面。
[0055] 本實施例的控制機構(gòu)設(shè)置于無人機機體內(nèi)部，用于控制無人機飛行到指定高度及 調(diào)節(jié)云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)。參看圖2,控制機構(gòu)包括主控制器、電池1 (即電源模塊）、GPS導(dǎo)航儀 2 (即GPS模塊）、MU模塊和接收機，主控制器的輸入端分別與GPS導(dǎo)航儀2、MU模塊的輸 出端相連，主控制器的輸出端連接電子調(diào)速器和接收機。主控制器是整個無人機控制系統(tǒng) 的核心，接收GPS導(dǎo)航儀2和MU反饋的信號并進行處理，再根據(jù)處理結(jié)果控制電子調(diào)速器 和接收機動作。GPS導(dǎo)航儀2用于輔助主控制器在非操作狀態(tài)下將無人機穩(wěn)定在同一地點 從而使拍攝畫面的效果不受位移影響，GPS導(dǎo)航儀2也通過掛載件掛載于掛載桿6上（參 看圖I)，非使用狀態(tài)下，同樣可將GPS導(dǎo)航儀2拆除。電子調(diào)速器的輸出端連接電機41，接 收機的輸出端連接陀螺儀。所述的電池1采用鋰聚合物電池，該電池1設(shè)置于無人機機體 頂部，用于為無人機各機構(gòu)如主控制器、頂U模塊、接收機等供電，圖2僅是示意性的描述。
[0056] 本實施例的多旋翼無人機工作原理如下：MU模塊采集無人機當前飛行姿態(tài)信息 傳輸?shù)街骺刂破?，主控制器根?jù)PID運算調(diào)整電子調(diào)速器的輸出，進而調(diào)整電機41驅(qū)動螺 旋槳43的力矩，從而達到穩(wěn)定的飛行效果。GPS導(dǎo)航儀2給出無人機準確的定位信息，反饋 到主控制器，主控制器根據(jù)運算控制無人機飛行到當前指定的位置穩(wěn)定懸停。同時云臺機 構(gòu)的陀螺儀通過積分運算，驅(qū)動X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器同時或單獨動作，控制X 軸無刷電機73、Y軸無刷電機76旋轉(zhuǎn)，使相機77光軸隨無人機飛行姿態(tài)變化，始終垂直于 大地表面。
[0057] 為了達到快速測繪的目的，本實施例還提供了一種快速測繪多旋翼無人機的測繪 方法，其步驟為：
[0058] 步驟一、分析相機77 (佳能S120數(shù)碼相機）的鏡頭參數(shù)，進行畸變矯正，確定拍攝 高度和成像比例之間的關(guān)系，具體為：
[0059] H=.............x.........pD. a
[0060] 式中，H為拍攝高度，單位為米（m);
[0061] f為佳能S120數(shù)碼相機的鏡頭焦距，單位為毫米（mm);
[0062] a為佳能S120數(shù)碼相機的像元尺寸，單位為毫米（mm);
[0063] GSD為地面分辨率（即成像比例），單位為米（m)。
[0064] 步驟二、根據(jù)航測任務(wù)中需要的成像比例帶入上式計算無人機飛行高度，確定無 人機飛行路線。
[0065] 步驟三、根據(jù)步驟二確定的飛行路線編程，燒錄至主控制器內(nèi)。
[0066] 步驟四、主控制器控制無人機在設(shè)定高度飛行，并控制云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)，使S120數(shù) 碼相機光軸始終垂直于地面拍攝目標影像，按設(shè)定飛行路線完成所有拍攝任務(wù)。
[0067] 本實施例采用逆向思維，通過分析相機鏡頭參數(shù)，確定拍攝高度和成像比例之間 的關(guān)系，再設(shè)定無人機飛行路線，而非后期利用測繪軟件對無人機拍攝影像進行分析再確 定拍攝目標比例尺，省去了后期處理數(shù)據(jù)的時間。飛行過程中，陀螺儀始終自動調(diào)整相機 77的角度，不需要人工干預(yù)，傻瓜化，無人機只要到達指定的高度就能拍攝出相應(yīng)比例的照 片。參看圖8,針對地面拍攝目標，搭載佳能S120數(shù)碼相機的無人機，在飛行高度193米的 情況即可拍攝I :500的正射影圖像，飛行高度在154米的情況下即可拍攝I :400的正射影 圖像，飛行高度在116米的情況下即可拍攝I :300的正射影圖像。通過大量實際測算，結(jié)合 佳能S120數(shù)碼相機的優(yōu)質(zhì)性能以及本實施例對無人機的優(yōu)化設(shè)計，無人機拍攝圖像核心 區(qū)域誤差率低于5%，不需要后期軟件矯正既可廣泛用于房屋拆迀成本核算、良田測算、土 方面積估算等領(lǐng)域，無人機飛行定位精準度及照片拍攝精度均得到了顯著提高。
[0068] 以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出 與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：包括機架、飛行提升機構(gòu)、云臺機構(gòu)和控 制機構(gòu)，其中： 所述的機架沿其機體伸出四只機臂，機體下部設(shè)置有腳架，機臂和腳架均為可折疊結(jié) 構(gòu)； 所述的飛行提升機構(gòu)設(shè)置于四只機臂的末端，該飛行提升機構(gòu)包括電子調(diào)速器、電機 (41)和螺旋槳（43)，電子調(diào)速器的輸出端連接電機（41)，螺旋槳（43)的下部設(shè)置有一快 拆件（42)，螺旋槳（43)通過該快拆件（42)與電機（41)活動連接，電機（41)控制螺旋槳 (43)以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)； 所述的云臺機構(gòu)通過掛載桿（6)掛載于無人機機體底部，云臺機構(gòu)上安裝有相機 (77)，云臺機構(gòu)用于調(diào)節(jié)相機（77)光軸始終垂直于地面； 所述的控制機構(gòu)用于控制無人機飛行到指定高度及調(diào)節(jié)云臺機構(gòu)翻轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的機臂包括 第一機臂（31)和第二機臂（33)，第一機臂（31)的根部設(shè)置有折疊件，第一機臂（31)和第 二機臂（33)通過折疊件連接；所述的腳架包括上腳架臂（51)和下腳架臂（52)，上腳架臂 (51)的根部設(shè)置有折疊件，上腳架臂（51)和下腳架臂（52)也通過折疊件連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的折疊件包 括第一接管（321)、鉸接件（322)、第二接管（323)和卡扣（324)，第一接管（321)、第二接管 (323)與機臂或腳架臂套合，第一接管（321)與第二接管（323)通過鉸接件（322)活動連 接；所述的卡扣（324)設(shè)置于第二接管（323)上，第一接管（321)、第二接管（323)通過卡 扣（324)限位固定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的云臺 機構(gòu)包括掛載件（71)、固定支架（72)、X軸無刷電機（73)、云臺機架（74)、相機支架（75)、 Y軸無刷電機（76)和相機（77)，所述的掛載件（71)的一端設(shè)置有卡口，掛載件（71)通過 該卡口卡合于掛載桿（6)上，掛載件（71)的另一端與固定支架（72)固連，固定支架（72) 的下部固連X軸無刷電機（73)，X軸無刷電機（73)的輸出軸與云臺機架（74)相連，X軸無 刷電機（73)控制云臺機架（74)旋轉(zhuǎn)；所述的云臺機架（74)為U型結(jié)構(gòu)，該云臺機架（74) 的一端固連有Y軸無刷電機（76)，云臺機架（74)的另一端對稱設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；所述的相機支 架（75)也為U型結(jié)構(gòu)，該相機支架（75)的一端與Y軸無刷電機（76)的輸出軸相連，相機 支架（75)的另一端與轉(zhuǎn)軸相連，Y軸無刷電機（76)控制相機支架（75)旋轉(zhuǎn)；所述的相機 (77)固連于相機支架（75)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的云臺機構(gòu) 還包括陀螺儀、X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器，陀螺儀的輸入端與接收機相連，該陀螺 儀分別控制X軸電子調(diào)速器和Y軸電子調(diào)速器動作，所述的X軸電子調(diào)速器連接X軸無刷 電機（73)，Y軸電子調(diào)速器連接Y軸無刷電機（76)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的控制機構(gòu) 包括主控制器、電池（1)、GPS導(dǎo)航儀（2) UMU模塊和接收機，主控制器的輸入端分別與GPS 導(dǎo)航儀（2)、MU模塊的輸出端相連，主控制器的輸出端連接電子調(diào)速器和接收機，所述的 電子調(diào)速器的輸出端連接電機（41)，接收機的輸出端連接陀螺儀，所述的電池（1)為無人 機動作供電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的機架、掛載 件（71)、固定支架（72)、云臺機架（74)和相機支架（75)均為碳纖維材質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種快速測繪多旋翼無人機，其特征在于：所述的相機（77) 為佳能S120數(shù)碼相機。
【文檔編號】B64C39/02GK204236777SQ201420687589
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】杜紹林, 王燕, 王楠楠 申請人:馬鞍山市靚馬航空科技有限公司