一種無人機三維場景數據采集控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無人機三維場景數據采集控制裝置,包括:定位器,其用于采集無人機經緯度;飛行高度傳感器,其用于采集無人機飛行高度;速度傳感器,其用于采集無人機飛行速度;相機,其設置于所述無人機底部,用于拍攝三維場景照片;飛控系統,其用于控制無人機飛行姿態與飛行軌跡;傾角傳感器,用于采集無人機飛行姿態;無線收發裝置,以與地面站進行數據傳輸;相機角度調節機構,其與所述相機連接,以調整相機的拍攝角度。本實用新型結構新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕,各組件連接可靠并采用模塊化設計,拆卸方便;飛控采集到無人機的狀態,相機拍照時將無人機當時的狀態寫入到照片信息中,為場景三維化做基礎。
【專利說明】
一種無人機三維場景數據采集控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及三維場景數據采集技術領域,特別涉及一種無人機三維場景數據采集控制裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷進步,小型無人機技術逐漸成熟,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域對飛行器的自主性能也提出了更高的需求,特別是在勘察,救援,監控等方面的需求也日益增加。將人們經常看到的物體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打印機打印出來也可以作為數據留存。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型設計開發了一種無人機三維場景數據采集控制裝置,解決了現有技術中資源浪費、工作效率低的缺陷,使各組件連接可靠并拆卸方便,結構簡潔緊湊。
[0004]本實用新型提供的技術方案為:
[0005]—種無人機三維場景數據采集控制裝置,包括:
[0006]定位器,其設置于無人機本體中心處,用于采集無人機經瑋度;
[0007]飛行高度傳感器,其設置于無人機本體底部,用于采集無人機飛行高度;
[0008]速度傳感器,其設置于無人機本體重心處,用于采集無人機飛行速度;
[0009]相機,其設置于無人機本體底部,用于拍攝三維場景照片;
[0010]飛控系統,其設置于無人機本體內部,用于控制無人機飛行姿態與飛行軌跡。
[0011 ]優選的是,所述相機采用高清攝像機。
[0012]優選的是,還包括傾角傳感器,用于采集無人機飛行姿態。
[0013]優選的是,所述定位器采用GPS定位器或北斗定位器。
[0014]優選的是,還包括無線收發裝置,以與地面站進行數據傳輸。
[0015]優選的是,還包括相機角度調節機構,其與所述相機連接,以調整相機的拍攝角度。
[0016]優選的是,所述相機角度調節機構包括第一驅動電機和第二驅動電機,所述第一驅動電機能夠使相機繞水平面內橫向旋轉軸旋轉,所述第二驅動電機夠使相機繞水平面內縱向旋轉軸旋轉。
[0017]本實用新型的有益效果是:
[0018]本實用新型將無人機飛控和高清攝像機有機的結合在一起,本裝置可控制無人機穩定飛行,具有失控自動返航等功能,本裝置控制高清攝像機拍攝照片的時候將無人機當時的狀態信息保存到圖片數據中。三維重建讀取照片數據的時候,直接能知道拍攝時相機的位置信息,省去了攝像機標定的步驟,節省了三維重建的時間。提高了工作效率,有效利用了資源。本實用新型結構新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕,各組件連接可靠并采用模塊化設計,拆卸方便;飛控采集到無人機的狀態,相機拍照時將無人機當時的狀態寫入到照片信息中,為場景三維化做基礎。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型所述的無人機三維場景數據采集控制裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0021]如圖1所示,本實用新型提供了一種無人機三維場景數據采集控制裝置,包括無人機本體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、無線收發裝置160、相機170、相機角度調節機構180以及飛控系統190。
[0022]其中,定位器120用于采集無人機的位置信息,即經瑋度信息。做為一種優選的,所述定位器120采用GPS定位器或北斗定位器。北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。系統建設目標是:建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北斗衛星導航系統,促進衛星導航產業鏈形成,形成完善的國家衛星導航應用產業支撐、推廣和保障體系,推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。北斗定位器能夠覆蓋中國本土的區域,覆蓋范圍東經約70°-140°,北瑋5°-55°。
[0023]飛行高度傳感器130用于采集無人機飛行高度信息。速度傳感器140用于采集無人機飛行速度。傾角傳感器150用于采集無人機飛行姿態,確定無人機是處于平飛狀態還是俯沖或爬升姿態,或者是左右傾斜姿態。
[0024]相機170安裝于無人機本體110的底部,用于拍攝圖像。做為一種優選的,所述相機170采用高清攝像機,從而得到清晰的圖像信息。
[0025]飛控系統190用于控制無人機飛行姿態與飛行軌跡。無線收發裝置160用于和地面站進行數據傳輸。地面站通過無線收發裝置160向無人機飛控系統110發送飛行控制指令,飛控系統190按照該飛行控制指令控制無人機進行指定路線的飛行,并進行三維數據的采集。
[0026]本實用新型還包括相機角度調節機構180,其與所述相機170連接,用于調節相機的拍攝角度。當無人機處于非平飛姿態是,相機170拍攝的圖像也是傾斜的,因此可以通過相機角度調節機構180來調整相機170的角度,使相機170始終處于垂直拍攝的狀態,從而提高了拍攝圖像的質量。
[0027]所述相機角度調節機構180包括第一驅動電機和第二驅動電機,所述第一驅動電機能夠使相機170繞水平面內橫向旋轉軸旋轉,所述第二驅動電機夠使相機170繞水平面內縱向旋轉軸旋轉。
[0028]相機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采集的經瑋度信息、飛行高度信息、飛行速度信息、飛行姿態信息會一并存入到圖像信息中,在后續三維重建讀取照片數據的時候,直接能知道拍攝時相機的位置信息,省去了攝像機標定的步驟,節省了三維重建的時間,提高了工作效率。
[0029]本實用新型提供了一種搭載在無人機上的裝置,優點是結構新穎、簡捷緊湊、體積小、重量輕,各組件連接可靠并采用模塊化設計,拆卸方便;飛控采集到無人機的狀態,如高度,速度,經瑋度等信息,相機拍照時將無人機當時的狀態寫入到照片信息中,為場景三維化做基礎。通過點云將場景三維化。
[0030]普遍的基于相機的三維重建技術步驟一般是:1.圖像獲取2.攝像機標定3.特征點提取4.立體匹配5.三維重建。上述技術是基于視覺方法的,對光照和相機的幾何特性要求苛刻;并且,無法對大面積物體進行數據采集。
[0031]而本實用新型提供的一種基于無人直升機的大面積非結構化場景三維場景數據采集及控制裝置,解決了大面積物體的點云采集和原始照片采集難題,有效地克服了點云拼接的困難,解決了大范圍非結構化大物體的三維重建工作難題。
[0032]本實用新型目的在于簡化三維重建技術,在圖像獲取的過程中加入攝像機標定功能,兩部合并為一部實現,簡化步驟,合理利用資源。
[0033]本實用新型將無人機飛控和高清攝像機有機的結合在一起,本裝置可控制無人機穩定飛行,具有失控自動返航等功能,本裝置控制高清攝像機拍攝照片的時候將無人機當時的狀態信息保存到圖片數據中。三維重建讀取照片數據的時候,直接能知道拍攝時相機的位置信息,省去了攝像機標定的步驟,節省了三維重建的時間。提高了工作效率,有效利用了資源。無人機飛控系統控制無人機飛行姿態與飛行軌跡。飛行三維場景數據采集任務時能自動修正飛行軌跡,達到良好的拍攝效果,方便合成三維場景。
[0034]盡管本實用新型的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本實用新型并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,包括: 定位器,其設置于無人機本體中心處,用于采集無人機經瑋度; 飛行高度傳感器,其設置于無人機本體底部,用于采集無人機飛行高度; 速度傳感器,其設置于無人機本體重心處,用于采集無人機飛行速度; 相機,其設置于無人機本體底部,用于拍攝三維場景照片; 飛控系統,其設置于無人機本體內部,用于控制無人機飛行姿態與飛行軌跡。2.根據權利要求1所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,所述相機采用高清攝像機。3.根據權利要求1所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,還包括傾角傳感器,用于采集無人機飛行姿態。4.根據權利要求1所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,所述定位器采用GPS定位器或北斗定位器。5.根據權利要求1所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,還包括無線收發裝置,以與地面站進行數據傳輸。6.根據權利要求1-5中任一項所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,還包括相機角度調節機構,其與所述相機連接,以調整相機的拍攝角度。7.根據權利要求6所述的無人機三維場景數據采集控制裝置,其特征在于,所述相機角度調節機構包括第一驅動電機和第二驅動電機,所述第一驅動電機能夠使相機繞水平面內橫向旋轉軸旋轉,所述第二驅動電機夠使相機繞水平面內縱向旋轉軸旋轉。
【文檔編號】G05D1/08GK205507553SQ201620285362
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】王瑞天
【申請人】吉林禾熙科技開發有限公司