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CN111776221A - 一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机 - Google Patents

一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机 Download PDF

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CN111776221A CN202010739499.3A CN202010739499A CN111776221A CN 111776221 A CN111776221 A CN 111776221A CN 202010739499 A CN202010739499 A CN 202010739499A CN 111776221 A CN111776221 A CN 111776221A
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Abstract

本发明属于无人机技术领域，公开了一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机包括：太阳能供电模块、视频监控模块、主控模块、无线遥控模块、障碍测距模块、目标锁定模块、搜索定位模块、颜料喷洒模块、语音警告模块、显示模块。本发明通过障碍测距模块结构简单便于安装，而且红外光不会受到可见光等周围环境的影响，灵敏度也较高，具有较强的普适性；同时，通过搜索定位模块可以实现在利用无人机进行搜索时，在搜索到搜索目标之后，降低无人机的飞行高度和无人机上的天线的发射功率，在缩小的搜索区域内定位搜索目标，提高获得的搜索位置的精确度。

Description

一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。然而，现有演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机测距方式的普适性均较差；同时，无人机获得的犯罪目标搜索位置的精确度较低。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机测距方式的普适性均较差；同时，无人机获得的犯罪目标搜索位置的精确度较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机。
本发明是这样实现的，一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机包括：
太阳能供电模块、视频监控模块、主控模块、无线遥控模块、障碍测距模块、目标锁定模块、搜索定位模块、颜料喷洒模块、语音警告模块、显示模块；
太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机供电；
视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像器监控犯罪目标视频；
主控模块，与太阳能供电模块、视频监控模块、无线遥控模块、障碍测距模块、目标锁定模块、搜索定位模块、颜料喷洒模块、语音警告模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
无线遥控模块，与主控模块连接，用于通过遥控器进行无线遥控操作；
障碍测距模块，与主控模块连接，用于通过红外测距部件测量飞行障碍距离；
目标锁定模块，与主控模块连接，用于通过锁定程序锁定犯罪目标；
搜索定位模块，与主控模块连接，用于通过搜索定位程序对犯罪目标区域进行搜索定位；
颜料喷洒模块，与主控模块连接，用于通过喷洒器对犯罪目标进行喷洒颜料进行标记；
语音警告模块，与主控模块连接，用于通过语音播放器对犯罪目标进行语音警告；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示监控视频、测量障碍距离、定位区域、标记颜色。
进一步，所述障碍测距模块测距方法如下：
(1)利用无人机摄像头采集障碍无人机图像；将所述障碍无人机图像输入预先训练的深度学习网络模型，得到避障飞行控制量；
(2)通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离；并根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位。
进一步，所述发射端上还设置有放大器；所述方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度。
进一步，所述红外测距部件上还设置有旋转部；所述方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
进一步，所述根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位方法包括：
(2.1)实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
(2.2)根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹。
进一步，所述搜索定位模块定位方法如下：
1)确定所述无人机与所述无人机正下方的地面反射物之间的第一相对高度，以及所述无人机与所述无人机前方的地面反射物之间的第二相对高度；至少根据所述第一相对高度以及所述第二相对高度，确定用于体现前方地形变化的融合相对高度；根据所述融合相对高度，控制所述无人机的飞行姿态；
2)控制无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索；在所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标之后，以所述搜索犯罪目标为中心，划定预定面积的区域为第二搜索区域；
3)降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率，在所述第二搜索区域内定位所述搜索犯罪目标；获取所述搜索犯罪目标的位置信息。
进一步，所述无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索时，飞行高度为第一高度，所述无人机上的天线的发射功率为第一发射功率；
所述降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率包括：
根据所述第二搜索区域的面积，确定所述无人机在所述第二搜索区域内搜索时的飞行高度为第二高度，确定所述无人机上的天线的发射功率为第二发射功率；
获取所述第一高度与所述第二高度之间的高度差值，以及获取所述第一发射功率与所述第二发射功率之间的功率差值；
根据所述高度差值设定高度步长，控制所述无人机按照所述高度步长将飞行高度降低为所述第二高度；以及根据所述功率差值设定功率步长，控制所述无人机按照所述功率步长将所述天线的发射功率降低为所述第二发射功率。
进一步，所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标包括：
2.1)在所述第一搜索区域内，拍摄所述搜索犯罪目标的图像；通过图像识别，将拍摄到的图像与预先存储的搜索犯罪目标的图像进行对比；
2.2)当对比结果为一致时，确定所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过障碍测距模块在无人机上设置有至少一个红外测距部件，通过该红外测距部件向外发射红外光并接收与红外光对应的反射光，进而根据反射光的光强信息测定障碍物相对于无人机的距离；由于红外测距部件大多成本较低，结构简单便于安装，而且红外光不会受到可见光等周围环境的影响，灵敏度也较高，具有较强的普适性；同时，通过搜索定位模块可以实现在利用无人机进行搜索时，在搜索到搜索目标之后，降低无人机的飞行高度和无人机上的天线的发射功率，在缩小的搜索区域内定位搜索目标，提高获得的搜索位置的精确度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机结构框图。
图2是本发明实施例提供的障碍测距模块测距方法流程图。
图3是本发明实施例提供的根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位方法流程图。
图4是本发明实施例提供的搜索定位模块定位方法流程图。
图5是本发明实施例提供的无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标方法流程图。
图1中：1、太阳能供电模块；2、视频监控模块；3、主控模块；4、无线遥控模块；5、障碍测距模块；6、目标锁定模块；7、搜索定位模块；8、颜料喷洒模块；9、语音警告模块；10、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机包括：太阳能供电模块1、视频监控模块2、主控模块3、无线遥控模块4、障碍测距模块5、目标锁定模块6、搜索定位模块7、颜料喷洒模块8、语音警告模块9、显示模块10。
太阳能供电模块1，与主控模块3连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机供电；
视频监控模块2，与主控模块3连接，用于通过摄像器监控犯罪目标视频；
主控模块3，与太阳能供电模块1、视频监控模块2、无线遥控模块4、障碍测距模块5、目标锁定模块6、搜索定位模块7、颜料喷洒模块8、语音警告模块9、显示模块10连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
无线遥控模块4，与主控模块3连接，用于通过遥控器进行无线遥控操作；
障碍测距模块5，与主控模块3连接，用于通过红外测距部件测量飞行障碍距离；
目标锁定模块6，与主控模块3连接，用于通过锁定程序锁定犯罪目标；
搜索定位模块7，与主控模块3连接，用于通过搜索定位程序对犯罪目标区域进行搜索定位；
颜料喷洒模块8，与主控模块3连接，用于通过喷洒器对犯罪目标进行喷洒颜料进行标记；
语音警告模块9，与主控模块3连接，用于通过语音播放器对犯罪目标进行语音警告；
显示模块10，与主控模块3连接，用于通过显示器显示监控视频、测量障碍距离、定位区域、标记颜色。
如图2所示，本发明提供的障碍测距模块5测距方法如下：
S101，利用无人机摄像头采集障碍无人机图像；将所述障碍无人机图像输入预先训练的深度学习网络模型，得到避障飞行控制量；
S102，通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离；并根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位。
本发明提供的发射端上还设置有放大器；所述方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度。
本发明提供的红外测距部件上还设置有旋转部；所述方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
如图3所示，本发明提供的根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位方法包括：
S201，实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
S202，根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹。
如图4所示，本发明提供的搜索定位模块7定位方法如下：
S301，确定所述无人机与所述无人机正下方的地面反射物之间的第一相对高度，以及所述无人机与所述无人机前方的地面反射物之间的第二相对高度；至少根据所述第一相对高度以及所述第二相对高度，确定用于体现前方地形变化的融合相对高度；根据所述融合相对高度，控制所述无人机的飞行姿态；
S302，控制无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索；在所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标之后，以所述搜索犯罪目标为中心，划定预定面积的区域为第二搜索区域；
S303，降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率，在所述第二搜索区域内定位所述搜索犯罪目标；获取所述搜索犯罪目标的位置信息。
本发明提供的无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索时，飞行高度为第一高度，所述无人机上的天线的发射功率为第一发射功率；
所述降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率包括：
根据所述第二搜索区域的面积，确定所述无人机在所述第二搜索区域内搜索时的飞行高度为第二高度，确定所述无人机上的天线的发射功率为第二发射功率；
获取所述第一高度与所述第二高度之间的高度差值，以及获取所述第一发射功率与所述第二发射功率之间的功率差值；
根据所述高度差值设定高度步长，控制所述无人机按照所述高度步长将飞行高度降低为所述第二高度；以及根据所述功率差值设定功率步长，控制所述无人机按照所述功率步长将所述天线的发射功率降低为所述第二发射功率。
如图5所示，本发明提供的无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标包括：
S401，在所述第一搜索区域内，拍摄所述搜索犯罪目标的图像；通过图像识别，将拍摄到的图像与预先存储的搜索犯罪目标的图像进行对比；
S402，当对比结果为一致时，确定所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标。
本发明工作时，首先，通过太阳能供电模块1利用太阳能电池板将太阳能转化为电能为演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机供电；通过视频监控模块2利用摄像器监控犯罪目标视频；其次，主控模块3通过无线遥控模块4利用遥控器进行无线遥控操作；通过障碍测距模块5利用红外测距部件测量飞行障碍距离；通过目标锁定模块6利用锁定程序锁定犯罪目标；通过搜索定位模块7利用搜索定位程序对犯罪目标区域进行搜索定位；通过颜料喷洒模块8利用喷洒器对犯罪目标进行喷洒颜料进行标记；然后，通过语音警告模块9利用语音播放器对犯罪目标进行语音警告；最后，通过显示模块10利用显示器显示监控视频、测量障碍距离、定位区域、标记颜色。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机包括：
太阳能供电模块、视频监控模块、主控模块、无线遥控模块、障碍测距模块、目标锁定模块、搜索定位模块、颜料喷洒模块、语音警告模块、显示模块；
太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能为演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机供电；
视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像器监控犯罪目标视频；
主控模块，与太阳能供电模块、视频监控模块、无线遥控模块、障碍测距模块、目标锁定模块、搜索定位模块、颜料喷洒模块、语音警告模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；
无线遥控模块，与主控模块连接，用于通过遥控器进行无线遥控操作；
障碍测距模块，与主控模块连接，用于通过红外测距部件测量飞行障碍距离；
目标锁定模块，与主控模块连接，用于通过锁定程序锁定犯罪目标；
搜索定位模块，与主控模块连接，用于通过搜索定位程序对犯罪目标区域进行搜索定位；
颜料喷洒模块，与主控模块连接，用于通过喷洒器对犯罪目标进行喷洒颜料进行标记；
语音警告模块，与主控模块连接，用于通过语音播放器对犯罪目标进行语音警告；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示监控视频、测量障碍距离、定位区域、标记颜色。
2.如权利要求1所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述障碍测距模块测距方法如下：
(1)利用无人机摄像头采集障碍无人机图像；将所述障碍无人机图像输入预先训练的深度学习网络模型，得到避障飞行控制量；
(2)通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离；并根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位。
3.如权利要求2所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述发射端上还设置有放大器；所述方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度。
4.如权利要求2所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述红外测距部件上还设置有旋转部；所述方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
5.如权利要求2所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位方法包括：
(2.1)实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
(2.2)根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹。
6.如权利要求1所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述搜索定位模块定位方法如下：
1)确定所述无人机与所述无人机正下方的地面反射物之间的第一相对高度，以及所述无人机与所述无人机前方的地面反射物之间的第二相对高度；至少根据所述第一相对高度以及所述第二相对高度，确定用于体现前方地形变化的融合相对高度；根据所述融合相对高度，控制所述无人机的飞行姿态；
2)控制无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索；在所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标之后，以所述搜索犯罪目标为中心，划定预定面积的区域为第二搜索区域；
3)降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率，在所述第二搜索区域内定位所述搜索犯罪目标；获取所述搜索犯罪目标的位置信息。
7.如权利要求6所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述无人机在第一搜索区域内对搜索犯罪目标进行搜索时，飞行高度为第一高度，所述无人机上的天线的发射功率为第一发射功率；
所述降低所述无人机的飞行高度和所述无人机上的天线的发射功率包括：
根据所述第二搜索区域的面积，确定所述无人机在所述第二搜索区域内搜索时的飞行高度为第二高度，确定所述无人机上的天线的发射功率为第二发射功率；
获取所述第一高度与所述第二高度之间的高度差值，以及获取所述第一发射功率与所述第二发射功率之间的功率差值；
根据所述高度差值设定高度步长，控制所述无人机按照所述高度步长将飞行高度降低为所述第二高度；以及根据所述功率差值设定功率步长，控制所述无人机按照所述功率步长将所述天线的发射功率降低为所述第二发射功率。
8.如权利要求6所述演示式自动化打击类警用智能化旋翼无人机，其特征在于，所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标包括：
2.1)在所述第一搜索区域内，拍摄所述搜索犯罪目标的图像；通过图像识别，将拍摄到的图像与预先存储的搜索犯罪目标的图像进行对比；
2.2)当对比结果为一致时，确定所述无人机在所述第一搜索区域内搜索到所述搜索犯罪目标。
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