公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航拍無人機的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機，即無人駕駛飛機，其英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術(shù)角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機這幾大類。從用途方面分類可分為軍用無人機和民用無人機。軍用方面，可用于完成戰(zhàn)場偵察和監(jiān)視、定位校射、毀傷評估、電子戰(zhàn)，而民用方面，可用于邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏和治安監(jiān)控。
[0003]當前，各國公安執(zhí)法與消防部門均面臨著日益復雜的滅火救援和社會救助形勢，對各類犯罪現(xiàn)場、地震救援、抗洪搶險、山岳救助及大跨度或高層火災(zāi)等情況，傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查手段的局限性已日益凸顯，其存在監(jiān)控面狹窄、監(jiān)控不實時以及無法克服霧霾天氣影響的缺陷。如何有效實施消防預(yù)警和現(xiàn)場偵測，并迅速、準確獲取現(xiàn)場情況顯得尤為重要。無人機應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)解決方案的成熟運用，使得無人偵察機平臺結(jié)合視頻、紅外等監(jiān)控及傳送設(shè)備，通過空中對設(shè)定巡查區(qū)域進行巡查及現(xiàn)場救援指揮成為消防部門新的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便的公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機及其控制方法。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明一種公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機，包括四組螺旋槳力臂組件、四方架組件、相機組件、電池盒以及托板組件；所述四組螺旋槳力臂組件分別固定在四方架組件的四個端部，所述電池盒固定在四方架組件上，所述四方架組件固定在托板組件的一面，所述相機組件固定在托板組件的另一面，所述電池盒內(nèi)電池與相機組件電連接，控制終端通過無線通訊連接方式控制螺旋槳力臂組件提供上升動力，并帶動四方架組件、相機組件、電池盒以及托板組件脫離地面并升上指定地面進行相機的攝像記錄工作，螺旋槳力臂組件在無人機啟動前處于折疊狀態(tài)，在無人機啟動后處于展開狀態(tài)。
[0006]其中，所述四方架組件包括四組碳纖維管、管件上夾以及管件下夾，所述管件上夾和管件下夾圍合形成容置相互垂直碳纖維管的管型空腔，四組碳纖維管首尾相接，順次接入四組管形空腔內(nèi)后，形成四角平衡的方形架體結(jié)構(gòu)。
[0007]其中，每組螺旋槳力臂組件包括第一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述四方架組件上設(shè)置有與第一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相適配的第二旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述第一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與第二旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)對齊后通過軸承進行可旋轉(zhuǎn)連接。
[0008]其中，每組螺旋槳力臂組件還包括延伸桿與螺旋扇葉，所述延伸桿一端與第一旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相連，延伸桿另一端與螺旋扇葉相連，所述延伸桿旋轉(zhuǎn)到與四方架組件上的碳纖維管平行時，螺旋槳力臂組件處于折疊狀態(tài)；所述延伸桿旋轉(zhuǎn)到處于四方架組件的對角線方向時，螺旋槳力臂組件處于展開狀態(tài)。
[0009]其中，該航拍采集無人機還包括U型固定支架，所述四方支架組件上設(shè)置有與U型固定支架引出端相適配的固定孔，所述托板組件上設(shè)置有與U型固定支架槽體相適配的槽體套孔，所述四方支架組件與托板組件之間通過兩對稱設(shè)置的所述U型固定支架固定連接。
[0010]其中，該航拍采集無人機還包括兩腳架組件，所述腳架組件呈倒T形腳架形狀，所述托板組件上對稱伸出兩定位耳，所述腳架組件通過螺絲結(jié)構(gòu)對稱固定在兩定位耳上，且腳架組件傾斜固定在托板組件上。
[0011]其中，所述相機組件包括攝影結(jié)構(gòu)、GPS定位結(jié)構(gòu)以及主控制器，所述攝影結(jié)構(gòu)、GPS定位結(jié)構(gòu)以及電池盒內(nèi)電池均與主控制器相連，所述拍攝結(jié)構(gòu)實時拍攝照片并將照片發(fā)送到主控制器中，所述GPS定位結(jié)構(gòu)與定位衛(wèi)星無線連接，并向主控制器發(fā)送該航拍采集無人機的實時位置，所述主控制器通過無線連接方式將實時實地的現(xiàn)場情況發(fā)送到控制終端中。
[0012]其中，所述相機組件還包括將圖像進行清晰化處理的霧霾凈化結(jié)構(gòu)，所述霧霾凈化結(jié)構(gòu)包括霧霾濃度檢測模塊、像素處理模塊以及清晰化圖獲取模塊，所述霧霾濃度檢測模塊檢測航拍采集無人機所在區(qū)域的霧霾濃度，并根據(jù)霧霾濃度確認霧霾去除強度，再由像素處理模塊進行灰度化與彩色化獲取圖片的像素值，最終由清晰化圖獲取模塊運算獲得每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成清晰化圖像。
[0013]本發(fā)明還公開了一種公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的控制方法，其具體步驟包括:
51、起飛前，該航拍采集無人機由腳架組件支撐直立在地面上，展開螺旋槳力臂組件，使螺旋槳力臂組件上的延伸桿處于四方支架組件的對角線位置，同時檢查電池倉內(nèi)電池電量是否充足；
52、起飛時，四組螺旋槳力臂組件上的馬達同時產(chǎn)生垂直起飛所需升力，四組螺旋扇葉帶動該航拍采集無人機垂直穩(wěn)定離地；
53、在巡航過程中，該航拍采集無人機上的相機收到主控制器的指令，隨時進行拍攝，四組螺旋槳力臂組件上的馬達根據(jù)高度與傾斜角度的需要進行動力大小的調(diào)整；
54、降落時，四組螺旋槳力臂組件上的馬達根據(jù)主控制器指令進行動力大小的調(diào)整，以使得四方支架組件與托板組件均與著陸地面處于平行狀態(tài)，之后四組螺旋槳力臂組件上的馬達逐漸減小升力，在航拍采集無人機自身重力的作用下垂直下降。
[0014]其中，該方法還包括對該航拍采集無人機的定位控制方法以及拍攝過程中的霧霾凈化方法；定位控制方法是在相機組件中安裝GPS定位結(jié)構(gòu)，所述GPS定位結(jié)構(gòu)與定位衛(wèi)星無線連接，并向主控制器發(fā)送該航拍采集無人機的實時位置；霧霾凈化方法是通過霧霾濃度檢測模塊檢測航拍采集無人機所在區(qū)域的霧霾濃度，并根據(jù)霧霾濃度確認霧霾去除強度，再由像素處理模塊進行灰度化與彩色化獲取圖片的像素值，最終由清晰化圖獲取模塊運算獲得每一個像素的R，G，B三顏色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值組成清晰化圖像。
[0015]本發(fā)明的有益效果是: 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機，通過將電池盒、相機組件獨立出來，直接使用四方支架組件與托板組件進行支撐，大大減小了無人機的質(zhì)量與占地面積，同時也方便了個人安裝與拆卸，同時在四方架組件的端部設(shè)置四組螺旋槳力臂組件，加大了上升馬力，使得無人機飛行速度更快，也使得無人機的平衡飛行更易調(diào)整。本發(fā)明的航拍采集無人機可垂直起降、空中懸停、倒飛、原地轉(zhuǎn)彎，機動性能良好并對起降條件要求較低；續(xù)航能力強，適用于公安消防執(zhí)法過程中要求較高的飛行任務(wù)；穩(wěn)定性較好，適合搭載相機組件，隨時隨地獲取特定位置的實時情況。
[0016]本發(fā)明的公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的控制方法，通過四組螺旋槳力臂組件實現(xiàn)航拍采集無人機的直升直降，且本發(fā)明的螺旋槳力臂組件可以折疊展開，方便了無人機的攜帶控制。本發(fā)明的航拍采集無人機控制方法易于實現(xiàn)，能夠盡量避免航拍采集無人機在飛行過程或啟停過程中的碰撞損害。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的爆炸圖；
圖2為本發(fā)明公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的第一結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的第二結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明四方支架組件的爆炸圖；
圖5為本發(fā)明公安消防執(zhí)法用航拍采集無人機的控制方法流程圖。
[0018]主要元件符號說明如下:
10、電池盒11、四方支架組件
12、螺旋槳力臂組件13、相機組件
14、托板組件15、U形固定支架
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