一種組合式無人機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合式無人機(jī)，本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)是由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成；在兩架無人機(jī)上分別設(shè)置一個攝像頭，即可實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺，便于測量深度；由于該組合式無人機(jī)可在空中飛行過程中分離成兩架無人機(jī)，也可組合成該組合式無人機(jī)，相比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)而言更適合在狹窄的地區(qū)執(zhí)行任務(wù)，并且該組合式無人機(jī)的體積也比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)小。
【專利說明】
一種組合式無人機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合式無人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]雙目立體視覺(Binocular Stereo Vis1n)是機(jī)器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計(jì)算圖像對應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。融合兩只眼睛獲得的圖像并觀察它們之間的差別，使我們可以獲得明顯的深度感，建立特征間的對應(yīng)關(guān)系，將同一空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對應(yīng)起來，這個差別，我們稱作視差圖像。
[0003]為了測量較遠(yuǎn)的深度，需要雙目立體視覺中的兩個攝像頭之間有較大的距離，目前無人機(jī)用于雙目立體視覺的一般需要比較寬的機(jī)體來承載，然而在無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，無人機(jī)執(zhí)行的任務(wù)常常是需要穿越狹窄的地區(qū)，而這種無人機(jī)是難以通過較狹窄的地方。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種具有體積小、可拆分的組合式無人機(jī)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種組合式無人機(jī)，所述組合式無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成；
[0007]所述第一無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且相互平行設(shè)置的機(jī)翼和一個機(jī)身組合而成，所述第一無人機(jī)呈工字型；
[0008]所述機(jī)翼的兩端均設(shè)有紅外攝像頭和紅外發(fā)光二極管;所述紅外攝像頭的探頭朝向與機(jī)翼的延伸方向相同且與機(jī)身垂直;所述紅外發(fā)光二極管的光信號發(fā)射朝向與機(jī)翼的延伸方向相同且與機(jī)身垂直;所述機(jī)翼的兩端的頂部均設(shè)有螺旋槳，所述機(jī)翼的兩端的底部均設(shè)有連接裝置；
[0009]所述第一無人機(jī)翻轉(zhuǎn)180°后通過所述連接裝置與第二無人機(jī)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正下方。
[0011]進(jìn)一步的，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正上方。
[0012]進(jìn)一步的，所述連接裝置為強(qiáng)磁鐵。
[0013]進(jìn)一步的，所述第一無人機(jī)上設(shè)有GPS模塊。
[0014]進(jìn)一步的，所述機(jī)身上設(shè)有水平向前的攝像頭。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)是由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成；在兩架無人機(jī)上分別設(shè)置一個攝像頭，即可實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺，便于測量深度；由于該組合式無人機(jī)可在空中飛行過程中分離成兩架無人機(jī)，也可組合成該組合式無人機(jī)，相比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)而言更適合在狹窄的地區(qū)執(zhí)行任務(wù)，并且該組合式無人機(jī)的體積也比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)小。
[0016]該組合式無人機(jī)可在空中飛行過程中實(shí)現(xiàn)組合是通過設(shè)置在第二無人機(jī)上的紅外攝像頭來識別設(shè)置在第一無人機(jī)上的紅外發(fā)光二極管，通過圖像識別實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)，對準(zhǔn)后通過連接裝置進(jìn)行對接。同時第一無人機(jī)上的紅外攝像頭也在識別設(shè)置在第二無人機(jī)上的紅外發(fā)光二極管。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的一種組合式無人機(jī)的主視圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型的一種組合式無人機(jī)的俯視圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型的一種組合式無人機(jī)的第一無人機(jī)的主視圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型的一種組合式無人機(jī)的第一無人機(jī)的側(cè)視圖；
[0021 ]1、第一無人機(jī);2、第二無人機(jī)；
[0022]11、機(jī)翼;111、紅外攝像頭;112、紅外發(fā)光二極管；113、螺旋槳；
[0023]12、機(jī)身；121、攝像頭。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0025]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成的組合式無人機(jī);在兩架無人機(jī)上分別設(shè)置一個攝像頭，即可實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺，便于測量深度。
[0026]請參照圖1-4，本實(shí)用新型提供的一種組合式無人機(jī)，所述組合式無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)I和第二無人機(jī)2組合而成；
[0027]所述第一無人機(jī)I由兩個結(jié)構(gòu)相同且相互平行設(shè)置的機(jī)翼11和一個機(jī)身12組合而成，所述第一無人機(jī)I呈工字型；
[0028]所述機(jī)翼11的兩端均設(shè)有紅外攝像頭111和紅外發(fā)光二極管112;所述紅外攝像頭111的探頭朝向與機(jī)翼11的延伸方向相同且與機(jī)身12垂直;所述紅外發(fā)光二極管112的光信號發(fā)射朝向與機(jī)翼11的延伸方向相同且與機(jī)身12垂直;所述機(jī)翼11的兩端的頂部均設(shè)有螺旋槳113，所述機(jī)翼11的兩端的底部均設(shè)有連接裝置；
[0029]所述第一無人機(jī)I翻轉(zhuǎn)180°后通過所述連接裝置與第二無人機(jī)2連接。
[0030]從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)是由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成;在兩架無人機(jī)上分別設(shè)置一個攝像頭，即可實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺，便于測量深度；由于該組合式無人機(jī)可在空中飛行過程中分離成兩架無人機(jī)，也可組合成該組合式無人機(jī)，相比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)而言更適合在狹窄的地區(qū)執(zhí)行任務(wù)，并且該組合式無人機(jī)的體積也比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)小。
[0031]進(jìn)一步的，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正下方。
[0032]進(jìn)一步的，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正上方。
[0033]由上述描述可知，本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)是由第一無人機(jī)翻轉(zhuǎn)180°后通過連接裝置與第二無人機(jī)連接后組成，因此紅外攝像頭與紅外發(fā)光二極管的位置需要一上一下的設(shè)置，其中一架無人機(jī)翻轉(zhuǎn)后正好形成第一無人機(jī)的紅外攝像頭與第二無人機(jī)的紅外發(fā)光二極管相對設(shè)置，第二無人機(jī)的紅外攝像頭與第一無人機(jī)的紅外發(fā)光二極管相對設(shè)置。
[0034]進(jìn)一步的，所述連接裝置為強(qiáng)磁鐵。
[0035]由上述描述可知，強(qiáng)磁鐵設(shè)置在機(jī)翼兩端的底部，按照上述的組合方式，第一無人機(jī)和第二無人機(jī)的強(qiáng)磁鐵的位置正好相對設(shè)置，通過強(qiáng)伺服電機(jī)控制強(qiáng)磁鐵伸出進(jìn)行對接。
[0036]進(jìn)一步的，所述第一無人機(jī)上設(shè)有GPS模塊。
[0037]由上述描述可知，在空中組合過程中，首先通過GPS模塊可以獲取到第一無人機(jī)的定位信息，通過該定位信息可以實(shí)現(xiàn)第二無人機(jī)與第一無人機(jī)的粗對準(zhǔn)，由于GPS模塊的精度有限，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對位，再結(jié)合在第二無人機(jī)上設(shè)置紅外攝像頭，在第一無人機(jī)上設(shè)置紅外發(fā)光二極管，通過圖像識別實(shí)現(xiàn)精對準(zhǔn)，精對準(zhǔn)后通過強(qiáng)磁鐵進(jìn)行對接。經(jīng)過粗對準(zhǔn)和精對準(zhǔn)來提高兩架無人機(jī)在空中對接時的精確度，通過強(qiáng)磁鐵對接或分離較為方便。
[0038]進(jìn)一步的，所述機(jī)身12上設(shè)有水平向前的攝像頭121。
[0039]由上述描述可知，該攝像頭用來采集圖像數(shù)據(jù)，兩架無人機(jī)組合可形成雙目立體視覺，提高數(shù)據(jù)的獲取精度。
[0040]請參閱圖1-4，實(shí)施例一為:
[0041]本實(shí)用新型提供的一種組合式無人機(jī)，所述組合式無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)I和第二無人機(jī)2組合而成；
[0042]所述第一無人機(jī)I由兩個結(jié)構(gòu)相同且相互平行設(shè)置的機(jī)翼11和一個機(jī)身12組合而成，所述第一無人機(jī)I呈工字型；
[0043]所述機(jī)翼11的兩端均設(shè)有紅外攝像頭111和紅外發(fā)光二極管112;所述紅外攝像頭111的探頭朝向與機(jī)翼11的延伸方向相同且與機(jī)身12垂直;所述紅外發(fā)光二極管112的光信號發(fā)射朝向與機(jī)翼11的延伸方向相同且與機(jī)身12垂直;所述機(jī)翼11的兩端的頂部均設(shè)有螺旋槳113，所述機(jī)翼11的兩端的底部均設(shè)有連接裝置；
[0044]所述第一無人機(jī)I翻轉(zhuǎn)180°后通過所述連接裝置與第二無人機(jī)2連接。
[0045]其中，在無人機(jī)飛行過程中進(jìn)行分離后對接的過程如下:
[0046]1、第二無人機(jī)獲取第一無人機(jī)的定位信息并根據(jù)所述定位信息與第一無人機(jī)進(jìn)行粗對準(zhǔn)；
[0047]2、第二無人機(jī)上的紅外攝像頭捕捉所述第一無人機(jī)上的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光信號得到圖像；
[0048]3、第二無人機(jī)識別捕捉到的圖像中紅外發(fā)光二極管的位置；
[0049]4、第二無人機(jī)進(jìn)行移動，進(jìn)行精對準(zhǔn)，使紅外發(fā)光二極管位于圖像的中央位置；
[0050]5、精對準(zhǔn)后，第一無人機(jī)和第二無人機(jī)上通過強(qiáng)磁鐵進(jìn)行對接。
[0051]上述以第二無人機(jī)的紅外攝像頭來識別第一無人機(jī)的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光信號為例，同時第一無人機(jī)的紅外攝像頭也在識別第二無人機(jī)的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光信號，具體如下:
[0052]第一無人機(jī)獲取第二無人機(jī)的定位信息并根據(jù)所述定位信息與第二無人機(jī)進(jìn)行粗對準(zhǔn)；
[0053]第一無人機(jī)上的紅外攝像頭捕捉所述第二無人機(jī)上的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光信號得到圖像；
[0054]第一無人機(jī)識別捕捉到的圖像中紅外發(fā)光二極管的位置；
[0055]第一無人機(jī)進(jìn)行移動，進(jìn)行精對準(zhǔn)，使紅外發(fā)光二極管位于圖像的中央位置。
[0056]對接后的兩架無人機(jī)形成本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)，通過私有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，相互傳輸兩個前方的攝像頭捕捉到的圖像，協(xié)同處理，實(shí)現(xiàn)深度的測量。
[0057]其中，所述紅外發(fā)光二極管發(fā)射25Hz正弦波調(diào)制強(qiáng)度的紅外光信號。所述紅外攝像頭以100幀/秒的速度捕捉紅外光信號，能夠分辨出無人機(jī)發(fā)出的25Hz正弦波調(diào)制的紅外光信號。
[0058]所述對接的過程為通過強(qiáng)伺服電機(jī)控制強(qiáng)磁鐵伸出進(jìn)行對接。通過強(qiáng)伺服電機(jī)控制伸出和收回強(qiáng)磁鐵，開關(guān)打開則伸出強(qiáng)磁鐵實(shí)現(xiàn)對接，關(guān)閉則收回強(qiáng)磁鐵實(shí)現(xiàn)分離。
[0059]1、兩架無人機(jī)為“工”字型，無人機(jī)的頭部安裝固定攝像頭，水平向前，該攝像頭用于正常獲取圖像數(shù)據(jù);在對接時，其中一架無人機(jī)螺旋槳槳葉在軸的上方，另一架無人機(jī)螺旋槳槳葉在螺旋槳下方；
[0060]2、每架無人機(jī)的四個軸的端點(diǎn)處分別安裝:紅外攝像頭(用于自動對齊)、強(qiáng)磁鐵(用于自動連接)、紅外發(fā)光二極管(用于發(fā)送對齊信號)；
[0061]3、在飛行過程中，紅外發(fā)光二極管發(fā)射25Hz正弦波調(diào)制強(qiáng)度的紅外光信號；
[0062]4、紅外攝像頭以100幀/秒的速度捕捉信號，能夠分辨出無人機(jī)發(fā)出的25Hz正弦波調(diào)制的紅外光信號；
[0063]5、飛行過程中，兩架無人機(jī)通過GPS實(shí)現(xiàn)粗對準(zhǔn)，對準(zhǔn)精度為3m，再利用機(jī)臂上的紅外攝像頭和紅外發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)精對準(zhǔn)，緩慢接近，最后利用強(qiáng)磁鐵對接成功；
[0064]6、對接成功后，兩架無人機(jī)通過私有網(wǎng)絡(luò)通信，相互傳輸兩個前方的攝像頭捕捉到的圖像，協(xié)同處理，實(shí)現(xiàn)深度的測量。
[0065]其中，在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接的過程中，第二無人機(jī)上的右前臂攝像頭可以捕捉第一無人機(jī)上的左前臂上的紅外LED上發(fā)出的紅外光信號，并識別它的位置，通過微調(diào)無人機(jī)的空間位置，將第二無人機(jī)左前臂的紅外LED發(fā)出的紅外光信號移到紅外攝像頭捕捉到的圖像中央，實(shí)現(xiàn)精對準(zhǔn)，其他的紅外攝像頭(多個紅外攝像頭的情況)也按照同樣原理實(shí)現(xiàn)精對準(zhǔn)。
[0066]微調(diào)無人機(jī)的空間位置具體為:
[0067]1、第二無人機(jī)通過紅外攝像頭可找到第一無人機(jī)發(fā)出的紅外光信號在圖像中的位置，通過調(diào)節(jié)相對位置，將第二無人機(jī)的紅外攝像頭捕捉到的圖像中的紅外光信號移動到圖像正中間；
[0068]2、同理，當(dāng)?shù)诙o人機(jī)的紅外攝像頭識別第一無人機(jī)發(fā)出的紅外光信號時，第一無人機(jī)的紅外攝像頭也在設(shè)備第二無人機(jī)發(fā)出的紅外光信號，若遇到矛盾，則求平均(比如第二無人機(jī)的紅外攝像頭識別結(jié)果是往前移動lm，第一無人機(jī)的紅外攝像頭識別結(jié)果是往前移動0.5m，那么最后決策往前移動(1+0.5)/2m);
[0069]3、當(dāng)?shù)谝粺o人機(jī)和第二無人機(jī)的紅外攝像頭的圖像中的紅外光信號的面積達(dá)到閾值(這個值由選擇的紅外LED大小和發(fā)光強(qiáng)度決定)，認(rèn)為精對準(zhǔn)完成，打開開關(guān)使兩架無人機(jī)通過強(qiáng)磁鐵對接；
[0070]4、開關(guān)控制強(qiáng)磁鐵對接的方法:通過強(qiáng)伺服電機(jī)控制伸出和收回強(qiáng)磁鐵，開關(guān)打開則伸出強(qiáng)磁鐵，關(guān)閉則收回強(qiáng)磁鐵。
[0071]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種組合式無人機(jī)，本實(shí)用新型提供的組合式無人機(jī)是由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成;在兩架無人機(jī)上分別設(shè)置一個攝像頭，即可實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺，便于測量深度；由于該組合式無人機(jī)可在空中飛行過程中分離成兩架無人機(jī)，也可組合成該組合式無人機(jī)，相比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)而言更適合在狹窄的地區(qū)執(zhí)行任務(wù)，并且該組合式無人機(jī)的體積也比目前用于雙目立體視覺的無人機(jī)小。
[0072]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合式無人機(jī)，其特征在于，所述組合式無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且可相互分離的第一無人機(jī)和第二無人機(jī)組合而成； 所述第一無人機(jī)呈工字型，所述第一無人機(jī)由兩個結(jié)構(gòu)相同且相互平行設(shè)置的機(jī)翼和一個機(jī)身組合而成； 所述機(jī)翼的兩端均設(shè)有紅外攝像頭和紅外發(fā)光二極管;所述紅外攝像頭的探頭朝向與機(jī)翼的延伸方向相同且與機(jī)身垂直;所述紅外發(fā)光二極管的光信號發(fā)射朝向與機(jī)翼的延伸方向相同且與機(jī)身垂直;所述機(jī)翼的兩端的頂部均設(shè)有螺旋槳，所述機(jī)翼的兩端的底部均設(shè)有連接裝置； 所述第一無人機(jī)翻轉(zhuǎn)180°后通過所述連接裝置與第二無人機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式無人機(jī)，其特征在于，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正下方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式無人機(jī)，其特征在于，所述紅外攝像頭設(shè)置在紅外發(fā)光二極管的正上方。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式無人機(jī)，其特征在于，所述連接裝置為強(qiáng)磁鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式無人機(jī)，其特征在于，所述第一無人機(jī)上設(shè)有GPS模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式無人機(jī)，其特征在于，所述機(jī)身上設(shè)有水平向前的攝像頭。
【文檔編號】B64D47/08GK205524962SQ201620260058
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】高建民
【申請人】深圳市高巨創(chuàng)新科技開發(fā)有限公司