本實(shí)用新型涉及無人飛機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶可收放起落架裝置的無人飛機(jī)。

背景技術(shù)：

利用無人飛機(jī)搭載攝影裝置從空中航拍日益成為一種時(shí)尚。為了在單次拍攝中就可以獲得更多的信息，往往會(huì)在無人飛機(jī)上搭載具有廣角鏡頭、超廣角鏡頭乃至視角近似等于180度或大于180度的魚眼鏡頭的攝影裝置。極致的廣角鏡頭即魚眼鏡頭能夠一舉攝入周邊的圖像乃至鏡頭背后的影像。市面上用于航拍的旋翼式無人飛機(jī)通常采用固定起落架，起落架和攝影裝置（或云臺(tái)）均固定連接在機(jī)身的底部。當(dāng)攝影裝置使用廣角鏡頭或超廣角鏡頭時(shí)，視角很容易受到起落架的遮擋，形成拍攝死角，降低有效拍攝范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、拍攝視角不受限的帶可收放起落架裝置的無人飛機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種帶可收放起落架裝置的無人飛機(jī)，包括機(jī)身；攝影裝置，其通過支撐臂與機(jī)身連接；飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置，其檢測(cè)所述無人飛機(jī)的飛行狀態(tài)，所述飛行狀態(tài)包括離陸狀態(tài)或著陸狀態(tài)；起落架，設(shè)于所述機(jī)身下部，能夠以相對(duì)于機(jī)身偏轉(zhuǎn)或伸縮的方式，在位于攝影范圍外的收起位置和位于攝影范圍內(nèi)的放下位置之間切換；起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)所述起落架在收起位置和放下位置之間移動(dòng)；以及控制單元，其讀取所述飛行狀態(tài)檢測(cè)獲取的無人飛機(jī)的飛行狀態(tài)，并控制所述起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)起落架在收起位置和放下位置之間切換。

進(jìn)一步地，所述飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置還包括設(shè)于機(jī)身下部用以檢測(cè)無人飛機(jī)距離其下方的地面的距離的測(cè)距傳感器。

進(jìn)一步地，所述起落架端部與機(jī)身相鉸接，所述起落架能相對(duì)機(jī)身偏轉(zhuǎn)0-75度。

進(jìn)一步地，在所述機(jī)身上設(shè)有驅(qū)動(dòng)支撐臂沿垂直方向伸縮或相對(duì)于機(jī)身偏轉(zhuǎn)的支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，還包括用以存儲(chǔ)攝影裝置的鏡頭模組的焦距與起落架的收起位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系的存儲(chǔ)器和用以獲得無人飛機(jī)在垂直方向上的加速度的加速度傳感器。

有益效果：此帶可收放起落架裝置的無人飛機(jī)，通過飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置正確識(shí)別無人飛機(jī)的離陸和著陸等飛行狀態(tài)情況，據(jù)此自動(dòng)控制無人飛機(jī)自動(dòng)收起和放下起落架。當(dāng)無人飛機(jī)在離開陸地起飛時(shí)，起落架會(huì)根據(jù)無人飛機(jī)處于離地狀態(tài)而逐漸向鏡頭模組的攝影范圍外移動(dòng)，從而避免起落架遮擋攝影裝置的視野，提高了有效拍攝范圍，避免拍攝視角受限。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明；

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本文中的“收起”是指通過形變或者與機(jī)身的位置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得起落架的位置遠(yuǎn)離鏡頭視角范圍的運(yùn)動(dòng)，而“降下”是上述“收起”的逆向過程。在“降下”起落架后，無人飛機(jī)可以依靠該起落架與地面的接觸支撐起無人飛機(jī)本體，并防止無人飛機(jī)上的其他裝置與地面接觸。

圖1示出本實(shí)用新型無人飛機(jī)的第一實(shí)施例，無人飛機(jī)可以是為外部所操控的在空中飛行的小型飛機(jī)，無人飛機(jī)具備機(jī)身200和被機(jī)身200所裝載的攝影裝置300。然而，無人飛機(jī)也可以是內(nèi)置GPS，預(yù)先被編入與航線等相關(guān)的控制程序的半自律型飛機(jī)，或者可以是一切都不需要外部操作的全自律型飛機(jī)。無人飛機(jī)裝載有電池。

外部用戶可以利用操作裝置（例如遙控器等）通過無線通信向無人飛機(jī)發(fā)送指令，從而操控?zé)o人飛機(jī)的起飛、空中飛行以及降落。此外，也可以操作裝載在無人飛機(jī)上的攝影裝置300。

攝影裝置300是指具有超廣角魚眼鏡頭可以拍攝圖像的相機(jī)或錄像機(jī)。從攝影裝置300發(fā)射往操作裝置的映像信號(hào)，既可以從無人飛機(jī)的電源從on到off前連續(xù)發(fā)射，也可以根據(jù)用戶下給操作裝置的指令進(jìn)行發(fā)射。

在本實(shí)施例中，機(jī)身200呈X字形狀，在X字的4個(gè)端部，裝載著能在各個(gè)旋轉(zhuǎn)軸周圍旋轉(zhuǎn)的4個(gè)水平旋翼，機(jī)身200具備有能使各水平旋翼分別在旋轉(zhuǎn)軸周圍旋轉(zhuǎn)的與之對(duì)應(yīng)的4個(gè)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等內(nèi)置DC馬達(dá)，通過DC馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力量旋轉(zhuǎn)水平旋翼等，為無人飛機(jī)的飛行提供動(dòng)力，機(jī)身200包括分別控制監(jiān)控4個(gè)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)的控制單元250，該控制單元250通過分別調(diào)節(jié)各翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度來控制無人飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向。

被機(jī)身200所裝載的攝影裝置300的底面上配備有含有鏡頭模組320，例如視角大于或等于180度的魚眼鏡頭模組320，在該視角下的攝影范圍如圖所示。在正常使用（拍攝）時(shí)，鏡頭模組320的光軸方向沿垂直方向向下，與水平面垂直，平行于垂直方向。攝影裝置300的設(shè)有鏡頭模組320的底部為倒平頂錐形，以防止遮擋魚眼鏡頭模組320的可視角。

攝影裝置300拍攝來自魚眼鏡頭模組320的圖像。攝影裝置300還包括攝影部，該攝影部被配置在入射到鏡頭模組320的光的入射側(cè)和對(duì)側(cè)的光軸上，以拍攝來自鏡頭模組320的圖像。攝影部是指，如CCD或者是CMOS等圖像傳感器。攝影裝置300內(nèi)存有鏡頭模組320的與焦距或視角等相關(guān)硬件信息，無人飛機(jī)可通過控制單元250連接攝影裝置300，從攝影裝置300中讀取鏡頭焦距或視角等相關(guān)硬件信息，從而命令無人飛機(jī)的各組件根據(jù)鏡頭焦距或視角等信息做出反應(yīng)。攝影裝置300具有攝像范圍，攝像范圍由鏡頭模組320的視角決定。

機(jī)身200設(shè)有支撐臂270和支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260，攝影裝置300通過設(shè)置在機(jī)身200上的支撐臂270與機(jī)身200相連接，當(dāng)攝影裝置300采用大于等于180度的魚眼鏡頭時(shí)，采用支撐臂270增加攝影裝置300和無人飛機(jī)底面之間的距離，能夠防止無人飛機(jī)本身遮擋攝影裝置300的可視范圍。示例性地，支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260設(shè)置在支撐臂270的內(nèi)部或中部，包括步進(jìn)電機(jī)，通過齒輪、齒條、齒導(dǎo)引溝槽等與支撐臂270配合，能使攝影裝置300沿垂直方向上下移動(dòng)，或者相對(duì)于機(jī)身200按指定的方向（例如前后左右）移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂茊卧?50被編入內(nèi)置在X字中央的機(jī)身200主體部分內(nèi)的微型多用途計(jì)算機(jī)內(nèi)。支撐臂270從機(jī)身200這個(gè)主體部分的正下方垂下，能夠在支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260的驅(qū)動(dòng)下沿垂直方向伸長(zhǎng)或縮短（例如支撐臂270為套筒狀，內(nèi)表面上設(shè)有齒導(dǎo)引溝槽，由支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260上受步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪與齒導(dǎo)引溝槽配合，利用支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)支撐臂270伸縮），或者相對(duì)于機(jī)身200在多個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)（例如支撐臂270和支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260通過相互耦合的齒輪相互配合，由支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)支撐臂270相對(duì)于機(jī)身200偏轉(zhuǎn)），從而節(jié)省支撐臂270在垂直方向上的空間。另外，支撐臂270相對(duì)于機(jī)身200在多個(gè)方向上偏轉(zhuǎn)還可以使得當(dāng)機(jī)身200傾斜時(shí)，攝影裝置300的光軸方向相對(duì)保持垂直，從而提高攝影的畫面穩(wěn)定性。此外，支撐臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)260也可設(shè)置在攝影裝置300內(nèi)部。

另外攝影裝置300也可以通過裝載機(jī)構(gòu)與支撐臂270連接。裝載機(jī)構(gòu)是指可以裝載部件并且可以360°旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，內(nèi)置裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置。例如，在裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)面的攝影裝置300的外面上形成與鏡頭模組320的光軸方向正交方向上的中心軸延伸的軸承，裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置上可以具備與軸承在同一方向上延伸并嵌合在軸承上的旋轉(zhuǎn)軸。在這種情況下，裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置通過使旋轉(zhuǎn)軸嵌合在軸承上，從而支撐攝影裝置300，通過旋轉(zhuǎn)軸和軸承，從而使攝影裝置300旋轉(zhuǎn)。另一方面，作為裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置，例如，在裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)面的攝影裝置300的外面上已形成以上述旋轉(zhuǎn)軸為旋轉(zhuǎn)中心且外周擁有多個(gè)齒的不共軸的扇形齒輪組，裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置可以具備有能控制步進(jìn)馬達(dá)或伺服電動(dòng)機(jī)之類的旋轉(zhuǎn)次數(shù)的馬達(dá)和圓形齒輪。該齒輪為馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸所支持，其外周上有與扇形齒輪的齒是相輔相成形狀的齒。在這種情況下，裝載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置使圓形齒輪的齒和扇形齒輪的齒相互咬合，通過使馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力變換為扇形齒輪的旋轉(zhuǎn)力，從而變動(dòng)機(jī)身200相對(duì)于攝影裝置300的角度。扇形齒輪至少有兩組，其齒輪軸相互正交，以實(shí)現(xiàn)一對(duì)正交方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。

無人飛機(jī)上還設(shè)有飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置（圖中未示）。飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置可設(shè)置在無人飛機(jī)的機(jī)身200內(nèi)部。在本實(shí)施例中，飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置采用大疆公司出品的工業(yè)系統(tǒng)解決方案A3多旋翼飛行控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可集成厘米級(jí)精度的D-RTK GNSS模塊、智能電調(diào)、智能電池和Lightbridge 2 高清圖傳。開發(fā)者可使用 DJI Onboard SDK 和 Mobile SDK定制專屬應(yīng)用，實(shí)時(shí)獲取飛行器狀態(tài)信息，并且控制飛行器、云臺(tái)和相機(jī)。A3系列配備CAN、API等豐富的硬件接口，可連接第三方傳感器或其他設(shè)備。能夠檢測(cè)當(dāng)前無人飛機(jī)處于離陸狀態(tài)或著陸狀態(tài)，并將該狀態(tài)發(fā)送至控制單元250。其中所述的著陸狀態(tài)，不僅包括停放在地面上的狀態(tài)，也包括在起飛過程中還未飛到預(yù)定高度的階段，以及在降落過程中離地面較近，需要使起落架400切換放下位置的階段的飛行狀態(tài)。

示例性地，設(shè)在機(jī)身200上的飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置可包括測(cè)距傳感器和加速度傳感器。測(cè)距傳感器設(shè)置在所述無人飛機(jī)機(jī)身200的下部，用于檢測(cè)無人飛機(jī)距離其下方的地面的距離，測(cè)距傳感器可以采用激光傳測(cè)距感器或超聲波測(cè)距傳感器。為了提高在近地面時(shí)的測(cè)量精度，優(yōu)選采用激光傳測(cè)距感器或脈沖超聲波測(cè)距傳感器。加速度傳感器用于獲得所述無人飛機(jī)的加速度；示例性地，所述加速度傳感器采用壓電式三軸加速度傳感器。

機(jī)身200的下部設(shè)置有起落架400和起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中起落架400呈柱狀體或T字形，用于支撐所述無人飛機(jī)，其固定在機(jī)身200下部的外表面上，能夠通過形變、伸縮或偏轉(zhuǎn)等方式，相對(duì)與機(jī)身200運(yùn)動(dòng)，起落架400可以在位于攝影裝置300的攝影范圍外的收起位置和位于攝影范圍內(nèi)的放下位置之間切換。起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)身200內(nèi)部，通過齒輪或齒條等連接起落架400，驅(qū)動(dòng)該起落架400運(yùn)動(dòng)。起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用步進(jìn)電機(jī)。起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還與控制單元250連接，接收來自控制單元250的控制信號(hào)。在本實(shí)施例中，起落架400為4個(gè)呈柱狀體的裝置，與機(jī)身200的起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的一端為半齒輪，另一端被橡膠包裹，以增強(qiáng)其與地面之間的摩擦力。起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過與步進(jìn)電機(jī)連接的齒輪，與設(shè)在起落架400末端的半齒輪耦合，通過步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)起落架400相對(duì)于機(jī)身200轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)處于著陸狀態(tài)時(shí)，各起落架400位于虛線框表示的放下位置；當(dāng)進(jìn)入離陸狀態(tài)時(shí)，各起落架400從放下位置，以與機(jī)身200的連接點(diǎn)為支點(diǎn)，相對(duì)于機(jī)身200向遠(yuǎn)離攝影裝置300的方向偏轉(zhuǎn)，切換至實(shí)線框表示的收起位置。其中，收起位置和機(jī)身200的角度呈0度；放下位置與機(jī)身200的角度呈45到90度之間，優(yōu)選為75度。

通過飛行狀態(tài)檢測(cè)獲取的無人飛機(jī)的飛行狀態(tài)，并控制起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)起落架400在收起位置和放下位置之間切換的過程具體如下，當(dāng)無人飛機(jī)在啟動(dòng)后，利用設(shè)置在機(jī)身200下部的飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置獲取無人飛機(jī)當(dāng)前的飛行狀態(tài)。示例性地，通過飛行狀態(tài)檢測(cè)裝置內(nèi)的測(cè)距傳感器，測(cè)量無人飛機(jī)與地面之間的當(dāng)前距離，根據(jù)該距離判斷飛行狀態(tài)。此處的地面不僅包括地表，還有地表上建筑物等突起物的表面。當(dāng)無人飛機(jī)的飛行高度較高，也可以采用氣壓高度傳感器得到當(dāng)前的飛行高度。采用氣壓高度傳感器所測(cè)得的高度為無人飛機(jī)飛行的絕對(duì)高度，當(dāng)無人飛機(jī)與地面之間具有高于一般地面的突起物時(shí)，無人飛機(jī)將難以回避，另外，氣壓高度傳感器的精度以米為單位，并且在城市近地面易受氣流等因素的制約。因此當(dāng)?shù)涂召N近地面飛行時(shí)，必須依靠測(cè)距傳感器精確測(cè)距。

當(dāng)獲得無人飛機(jī)當(dāng)前的飛行狀態(tài)后，如果所述無人飛機(jī)處于著陸狀態(tài)，則利用起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將起落架400設(shè)為放下位置；如果所述無人飛行處于離陸狀態(tài)，則利用起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將起落架400設(shè)為收起位置。

利用設(shè)置在機(jī)身200下方的測(cè)距傳感器獲取所述無人飛機(jī)與地面的當(dāng)前距離；當(dāng)所述距離大于預(yù)設(shè)的起飛高度閾值時(shí)，利用起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)使起落架400按照預(yù)設(shè)的速度，勻速向位于鏡頭模組320的攝影范圍以內(nèi)的放下位置移動(dòng)。

利用加速度傳感器檢測(cè)在垂直方向上向下的加速度，當(dāng)在垂直方向上的所述加速度大于預(yù)設(shè)的警戒加速度閾值時(shí)，利用起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)使起落架400向位于鏡頭模組320的攝影范圍以內(nèi)的放下位置移動(dòng)。具體而言，當(dāng)檢測(cè)無人飛機(jī)在垂直方向上向下的加速度大于預(yù)設(shè)的警戒加速度閾值時(shí)，則判斷無人飛機(jī)失速，具有墜機(jī)的危險(xiǎn)，控制單元250命令起落架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)起落架400移動(dòng)至放下位置，從而保護(hù)鏡頭。

圖2示出本實(shí)用新型無人飛機(jī)的第二實(shí)施例，與上述第一實(shí)施例的區(qū)別之處在于，該無人飛機(jī)具有兩個(gè)攝影裝置，設(shè)置在機(jī)身200下部的攝影裝置300與第一實(shí)施例的攝影裝置300相同，在機(jī)身上部還設(shè)有通過支撐臂270與機(jī)體連接的另一個(gè)攝影裝置301，攝影裝置301具有鏡頭模組321。在本實(shí)施例中，兩個(gè)攝影裝置300都采用了大于等于180度的魚眼鏡頭模組320，兩個(gè)攝影裝置300分別設(shè)在機(jī)身200的上下部，從機(jī)身200的上下部攝取影像，除具有第一實(shí)施例中的攝影范圍外，還具有畫面合成范圍。獲取的影像經(jīng)過后期軟件處理，截取其中畫面合成范圍的部分（截面約呈180度），拼合成用于VR技術(shù)的360度全方位的視頻。圖中在攝影范圍以內(nèi)且在畫面合成范圍以外的部分在后期處理的過程中會(huì)被剪去，因此起落架400位于該區(qū)域內(nèi)，不會(huì)降低有效攝影范圍。在本實(shí)施例中，對(duì)起落架400的收起位置的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度要求更低，能夠加快收起位置和放下位置的切換。起落架400的收起位置位于攝像裝置300的攝影范圍（受鏡頭模組320的視角制約）以內(nèi)，合成圖像范圍（可由起落架400的長(zhǎng)度，以及鏡頭模組320與起落架400的位置關(guān)系決定）以外；放下位置通常位于合成圖像范圍以內(nèi)，能夠使無人飛機(jī)在著陸時(shí)，其鏡頭模組320的鏡片不接觸地面的位置，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員適宜選擇。

上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。