一种无人机影像采集系统转让专利
申请号 : CN202010554090.4
文献号 : CN111717406B
文献日 : 2021-10-01
发明人 : 涂建刚 , 史小敏 , 汪辉 , 陈俞龙 , 张凯凯 , 陈俊
申请人 : 中国人民解放军陆军工程大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种无人机影像采集系统,其特征在于,包括:高光谱相机(1),与采集控制装置(5)连接,用于在扫描伺服装置(4)的运动带动下完成对目标的二维几何空间及一维光谱信息的采集,采集控制装置(5)实时采集获得的高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据;
红外热成像仪(2),与采集控制装置(5)连接,用于在扫描伺服装置(4)的运动带动下完成对目标的红外热图像的采集,采集控制装置(5)实时采集获得的红外热图像数据;
可见光摄像机(3),与采集控制装置(5)连接,用于在扫描伺服装置(4)的带动下完成对目标的可见光图像的采集,采集控制装置(5)实时采集获得的可见光图像数据;高光谱相机(1)、红外热成像仪(2)和可见光摄像机(3)共同封装在一外壳内,外壳安装在扫描伺服装置(4)上;
扫描伺服装置(4),包括水平推扫框架(41)、水平旋转组件(44)和俯仰旋转组件(45),水平推扫框架(41)顶部与无人机底部可水平移动连接,水平旋转组件(44)通过减震组件(43)与水平推扫框架(41)顶部连接,水平旋转组件(44)的左右两侧分别对称连接有下悬臂,俯仰旋转组件(45)对称连接在下悬臂上,高光谱相机(1)、红外热成像仪(2)和可见光摄像机(3)所在外壳与俯仰旋转组件(45)连接;
采集控制装置(5),与扫描伺服装置(4)连接,用于控制扫描伺服装置(4)按照预设轨迹进行运动,并完成来自高光谱相机(1)、红外热成像仪(2)和可见光摄像机(3)的影像数据的采集和处理;
减震组件(43)包括:底板(431)、第一连接柱(432)、第一弹性组件(433)、传递环(434)、内弯弹性组件(435)、内环圆板(436)、第二弹性组件(437)、第二连接柱(438)和顶板(439);
底板(431)连接在水平旋转组件(44)上,顶板(439)连接在水平推扫框架(41)上,第一连接柱(432)的下端与底板(431)上表面连接,第一连接柱(432)的上端与顶板(439)下表面连接,第一弹性组件(433)的下端与底板(431)上表面连接,第一弹性组件(433)的上端与传递环(434)下表面连接,内弯弹性组件(435)的下端与传递环(434)上表面连接,内弯弹性组件(435)的上端与内环圆板(436)下表面连接,第二弹性组件(437)的下端与内环圆板(436)上表面连接,第二连接柱(438)的下端与内环圆板(436)上表面连接,第二连接柱(438)的上端与顶板(439)的下表面连接;
内弯弹性组件(435)为弯曲形弹性构件,内环圆板(436)的外径小于传递环(434)的内径,即内环圆板(436)置于传递环(434)环内空间中,传递环(434)的外边缘具有内凹部,内凹部用于供第一连接柱(432)通过,底板(431)、传递环(434)、内环圆板(436)和顶板(439)共轴排列;
第一弹性组件(433)、第二弹性组件(437)均呈多层堆积状,中间膨大,靠近两端收缩,两端再次膨大,上下端面分别设有凹凸不平的齿状结构(4331)。
2.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,水平推扫框架(41)顶部具有齿轮组件(42),齿轮组件(42)与无人机底部的齿条组件相啮合。
3.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,底板(431)、第一连接柱(432)和第一弹性组件(433)构成外圈减震机构,内环圆板(436)、第二弹性组件(437)和第二连接柱(438)构成内圈减震机构,传递环(434)和内弯弹性组件(435)构成剪切力减震机构。
4.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,传递环(434)和顶板(439)上具有通孔。
5.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,高光谱相机(1)采用基于液晶可调滤光片的多光谱成像技术和面阵凝视成像方式。
6.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,红外热成像仪(2)采用成像质量最佳的小型非制冷红外探测器。
7.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,可见光摄像机(3)采用数字网络接口摄像头作为相机的机芯。
8.根据权利要求1所述的无人机影像采集系统,其特征在于,采集控制装置(5)的载荷数据接口使用统一的RJ45接口。
9.根据权利要求1‑8任一项所述的无人机影像采集系统,其特征在于,还包括:扫描控制电路板(6),连接在扫描伺服装置(4)和采集控制装置(5)之间,用于转化获得驱动扫描伺服装置(4)工作的电信号;
AV数字压缩板(7),连接在红外热成像仪(2)和采集控制装置(5)之间,用于将红外热成像仪(2)采集的影像数据进行压缩处理后发送给采集控制装置(5);
电源与PWM控制板(8),分别与系统中的各部件连接,用于提供电源。
说明书 :
一种无人机影像采集系统
技术领域
背景技术
遥感和航空摄影技术可以快速获取大范围的地理国情信息,能够在国家基本地形图的测制
和更新中发挥着重要的作用。而随着无人机技术投入民用领域,以及数码相机技术的快速
发展,无人机与遥感技术相结合形成的无人机遥感一体化系统成为目前地理国情监测领域
的一个重要发展方向。因其具有机动、快速、经济等优点,这使得该系统在小区域测绘和应
急数据获取等方面有着独特的优势。
拍摄的图像就可能会产生较多的噪点,使得最终的采集结果不理想。
发明内容
连续、窄波段的图像数据;
成像仪和可见光摄像机共同封装在一外壳内,外壳安装在扫描伺服装置上;
接,水平旋转组件的左右两侧分别对称连接有下悬臂,俯仰旋转组件对称连接在下悬臂上,
高光谱相机、红外热成像仪和可见光摄像机所在外壳与俯仰旋转组件连接;
面连接,第一弹性组件的上端与传递环下表面连接,内弯弹性组件的下端与传递环上表面
连接,内弯弹性组件的上端与内环圆板下表面连接,第二弹性组件的下端与内环圆板上表
面连接,第二连接柱的下端与内环圆板上表面连接,第二连接柱的上端与顶板的下表面连
接;
板、传递环、内环圆板和顶板共轴排列。
统具有视场角大的优点。通过增加减震组件,在高光谱相机、红外热成像仪和可见光摄像机
所在外壳与无人机之间实现了减震连接,从而极大地减小了飞行震动对影像采集造成的影
响,提高了影像采集精度和清晰度。
附图说明
施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附
图获得其他的附图。
组件、4331‑齿状结构、434‑传递环、435‑内弯弹性组件、436‑内环圆板、437‑第二弹性组件、
438‑第二连接柱、439‑顶板、44‑水平旋转组件、45‑俯仰旋转组件、5‑采集控制装置、6‑扫描
控制电路板、7‑ AV数字压缩板、8‑电源与PWM控制板。
具体实施方式
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时,是意图说明存在
该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件,而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操
作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目
的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示
的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描
述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,
因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理
解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定
连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接
相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也
可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明
中的具体含义。
单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块,处理器被专门配
置成执行上述存储模块中存储的过程,从而执行一个或多个过程。
率的连续、窄波段的图像数据;
外热成像仪2和可见光摄像机3共同封装在一外壳内,外壳安装在扫描伺服装置4上;
框架41顶部连接,水平旋转组件44的左右两侧分别对称连接有下悬臂,俯仰旋转组件45对
称连接在下悬臂上,高光谱相机1、红外热成像仪2和可见光摄像机3所在外壳与俯仰旋转组
件45连接;水平推扫框架41顶部与无人机底部可水平移动连接,实现在采集控制装置5的控
制下水平前后移动,进行推扫运动;通过减震组件43将水平旋转组件44与水平推扫框架41
顶部进行连接,即高光谱相机1、红外热成像仪2和可见光摄像机3所在外壳与无人机之间实
现了减震连接,从而极大地减小了飞行震动对影像采集造成的影响,提高了影像采集精度
和清晰度;通过水平旋转组件44可实现水平偏转角的旋转调整;通过俯仰旋转组件45可实
现俯仰偏转角的旋转调整;
理。
的优点。通过增加减震组件,在高光谱相机、红外热成像仪和可见光摄像机所在外壳与无人
机之间实现了减震连接,从而极大地减小了飞行震动对影像采集造成的影响,提高了影像
采集精度和清晰度。
谱连续调谐,光路结构简单,对搭载平台要求低。
即时的红外图像最高温追踪与测量,动态记录8/14bit无损红外数字序列图。因此通过将包
含红外热成像仪的影像采集系统挂载在无人机平台,可广泛应用于红外遥感、伪装勘察、地
理测绘、全像素温度读取等专业领域。红外热成像仪还可以读取飞控数据,从中获取载机经
纬度、高度、平台姿态、时间等信息,自动解算检测影像采集系统入射角、方位角和坐标等信
息。
机经纬度、高度、平台姿态、时间等信息并自动解算检测影像采集系统入射角、方位角和坐
标等信息。
的水平移动,实现可控水平推扫动作。
439;
性组件433的下端与底板431上表面连接,第一弹性组件433的上端与传递环434下表面连
接,内弯弹性组件435的下端与传递环434上表面连接,内弯弹性组件435的上端与内环圆板
436下表面连接,第二弹性组件437的下端与内环圆板436上表面连接,第二连接柱438的下
端与内环圆板436上表面连接,第二连接柱438的上端与顶板439的下表面连接;
第一连接柱432通过,底板431、传递环434、内环圆板436和顶板439共轴排列;
力减震机构,三者共同作用极大地提高了减震组件的减震效果。
冲减震效果。
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或
变动仍处于本发明创造的保护范围之中。