CN202267872U - 敏捷无人直升机系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种敏捷无人直升机系统，包括设置在直升机上的直升机飞行状态信息采集装置、直升机控制器、摄像头、与地面进行传输的无线通信装置，设置在地面的地面控制站、摄像头控制器，与直升机进行传输的无线通信装置，所述的直升机飞行状态信息采集装置用来测量直升机的飞行状态，其信号输出端与直升机控制器的直升机飞行状态信息采集装置信号输入端连接，直升机控制器的控制信号输出端与直升机的舵机组的控制信号输入端连接，直升机控制器的通信端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头的图像信号输出端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头控制器的信号输出端通过与直升机进行传输的无线通信装置和摄像头的控制信号输入端通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于现场勘察、应急处置等方面的无人直升机系统，尤其涉及一种敏捷无人直升机系统。
背景技术
近些年来，为了提高应对突发事件的反应速度，第一时间了解现场情况，公安、人防、水利、国土资源等领域对空中勘察的需求凸显。现有的有人直升机的方式成本太高，勘察人员深入现场又会给勘察人员的生命安全带来威胁。以国土资源的地质灾害勘察为例对当前的勘察技术进行说明。
频繁来袭的恶劣天气，导致了滑坡、泥石流等突发地质灾害，严重损害了人民的生命和财产安全。当这些灾害发生时，为了能够及时了解现场的情况，通常需要派出一些勘察人员，携带成像和图像传输设备，到达灾害的第一现场，以便捕获灾害现场情况的画面，并将这些画面传送到后方指挥部。灾害发生时，险情随时会发生，必须分秒必争，能否在第一时间展开切实有效的抢险救灾工作至关重要。但是现有的勘察方式有以下弊端：首先，灾害现场情况恶劣，勘察人员往往无法进入或到达，时效性差；其次，待勘察的灾害现场情况不明确，即使能够进入或接近这些区域，这样的勘察工作对勘察人员的生命安全有很大的威胁；第三，由于勘察人员身高或能够携带的设备的限制，勘察人员能够捕获的现场画面视角单一，无法获得全面的状况，或者随意切换勘察点，不利于及时开展救援工作；这些都对后方指挥部形成细致有效的抢险救灾方案造成了一定的限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种敏捷无人直升机系统，能够实时准确勘测目标区域的现场情况。
本实用新型采用下述技术方案：一种敏捷无人直升机系统，包括直升机、设置在直升机上的直升机飞行状态信息采集装置、直升机控制器、摄像头、与地面进行传输的无线通信装置，设置在地面的地面控制站、摄像头控制器，与直升机进行传输的无线通信装置，所述的直升机飞行状态信息采集装置的信号输出端与直升机控制器的直升机飞行状态信息采集装置信号输入端连接，直升机控制器的控制信号输出端与直升机的舵机组的控制信号输入端连接，直升机控制器的通信端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头的图像信号输出端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头控制器的信号输出端通过与直升机进行传输的无线通信装置和摄像头的控制信号输入端通信。
与地面进行传输的无线通信装置包括第一机载数传电台、第二机载数传电台，第一机载数传电台与直升机控制器和摄像头的控制信号输入端连接；第二机载数传电台与摄像头的图像信号输出端连接；与直升机进行传输的无线通信装置包括第一地面数传电台、第二地面数传电台，第一地面数传电台与地面控制站的通信端和摄像头控制器的控制信号输出端连接，第一地面数传电台与第一机载数传电台无线通信，第二地面数传电台与第二机载电台无线通信，第二地面数传电台的信号输出端连接有显示屏。
所述的直升机飞行状态信息采集装置包括陀螺、航向仪、GPS装置和气压高度计，其中陀螺设置在直升机的中心处。
所述的摄像头为抗震型的日光型摄像头。
所述的无人直升机上包设有半包蒙皮。
所述的地面控制站为笔记本电脑。
本实用新型所述的系统是一种小型智能化无人直升机系统，体积小、重量轻，携带方便，能够快速到达现场，深入人员无法到达的区域或危险区域，直升机垂直起降的独有特性允许其在有限的操作空间开展工作；升空后的无人直升机可以根据操作人员的要求，升至需要的高度，俯瞰目标区域全局，能够获取全面、多视角的现场图像，为抢险救灾等进一步的工作提供直接有力的依据，减少因时间延迟带来的人民生命和财产损失；其次，本系统的应用消除了依靠单兵勘察人员的人身安全威胁，为下一步工作方案的制定提供有力的支持。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型为敏捷无人直升机系统，包括直升机、设置在直升机（AF25B型）上的直升机飞行状态信息采集装置、直升机控制器、摄像头、第一机载数传电台、第二机载数传电台，设置在地面的地面控制站、摄像头控制器，第一地面数传电台、第二地面数传电台，地面上的装置可由汽油发电机进行供电，无人直升机上的各个装置可由电池组进行供电，电池组分为直流6V和直流12V两种电源，为了飞行安全，电池组可采用双路输入设计。数传电台设置两组首先是为了获取足够的带宽，实现图像的传输；其次是为了隔离控制信号和图像，保障控制通道的通畅。所述的直升机飞行状态信息采集装置用来测量直升机的飞行状态，其信号输出端与直升机控制器的直升机飞行状态信息采集装置信号输入端连接，直升机控制器的控制信号输出端与直升机的舵机组的控制信号输入端连接，直升机控制器的通信端通过第一机载数传电台和第一地面数传电台和地面控制站通信；摄像头控制器的信号输出端通过第一地面数传电台、第一机载数传电台和摄像头的控制信号输入端通信；摄像头的图像信号输出端通过第二机载数传电台和第二地面数传电台通信，第二地面数传电台的信号输出端连接有显示屏。其中所述的直升机飞行状态信息采集装置包括陀螺、航向仪、GPS装置、气压高度计，陀螺设置在直升机的中心处，其中陀螺提供了直升机的姿态信息，航向仪提供直升机机头的朝向，气压高度计提供直升机的当前飞行高度，GPS提供直升机当前的位置信息。本实施例中所述的摄像头为抗震型的日光型摄像头，可进行水平360°旋转，垂直-20°～90°旋转，成像清晰、稳定。所述的无人直升机上包设有碳纤维和蜂窝构成的半包蒙皮，碳纤维和蜂窝在增加直升机美观程度的同时也为内部的设备提供了一定的保护功能；所述的地面控制站为一台包含控制软件的加固式笔记本电脑，它是系统的人机接口，操作人员通过它进行航线的规划和上传、直升机的指令控制，同时，直升机的位置、姿态、速度等遥测信息在地面控制站进行解析并实时显示。
在使用本实用新型时，在地面控制站上传任务规划，系统上电并完成自检后，控制直升机进入自动起飞程序。完成起飞后，由地面控制站操作人员下达指令，控制直升机进入预设勘察任务模式。在该模式下，操作人员通过操作地面控制站软件，生成控制指令，传送给第一地面数传电台，经由无线链路传输到第一机载数传电台，进而送入直升机控制器当中；同时，安装在直升机上的直升机飞行状态信息采集装置组将信息分别送入直升机控制器，直升机控制器根据这些信息进行计算，并将生成的控制信号送给直升机的舵机组，从而改变直升机的姿态、速度和位置，达到遥控控制直升机的目的。直升机控制器将采集到的直升机姿态、位置等直升机飞行状态信息采集装置信息进行整理并按照系统的通信约定送给第一机载数传电台，经过无线链路传输到第一地面数传电台，进而送达地面控制站进行解析并实时显示。摄像头将图像信号送给第二机载数传电台，经过无线链路送至第二地面数传电台，第二地面数传电台的显示屏上可以直接显示收到的图像，第二地面数传电台还可以连接卫星通信设备，将图像实时送达后方的指挥部。操作人员操纵摄像头控制器，发出控制指令给第一地面数传电台，经过无线链路传送给第一机载数传电台，进而送至摄像头，可控制摄像头进行水平和垂直方向的两轴旋转、摄像头焦距的放大和缩小。任务完成后，可以通过指令控制直升机进入返航模式，直升机会根据任务规划自动飞行到设定的回收点并悬停，进而可以控制直升机进入自动降落模式，直升机自动降落并熄灭发动机。
Claims (6)
1.一种敏捷无人直升机系统，包括直升机，其特征在于：还包括设置在直升机上的直升机飞行状态信息采集装置、直升机控制器、摄像头、与地面进行传输的无线通信装置，设置在地面的地面控制站、摄像头控制器，与直升机进行传输的无线通信装置，所述的直升机飞行状态信息采集装置的信号输出端与直升机控制器的直升机飞行状态信息采集装置信号输入端连接，直升机控制器的控制信号输出端与直升机的舵机组的控制信号输入端连接，直升机控制器的通信端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头的图像信号输出端通过与地面进行传输的无线通信装置和地面控制站通信；摄像头控制器的信号输出端通过与直升机进行传输的无线通信装置和摄像头的控制信号输入端通信。
2.根据权利要求1所述的敏捷无人直升机系统，其特征在于：与地面进行传输的无线通信装置包括第一机载数传电台、第二机载数传电台，第一机载数传电台与直升机控制器和摄像头的控制信号输入端连接；第二机载数传电台与摄像头的图像信号输出端连接；与直升机进行传输的无线通信装置包括第一地面数传电台、第二地面数传电台，第一地面数传电台与地面控制站的通信端和摄像头控制器的控制信号输出端连接，第一地面数传电台与第一机载数传电台无线通信，第二地面数传电台与第二机载电台无线通信，第二地面数传电台的信号输出端连接有显示屏。
3.根据权利要求1或2所述的敏捷无人直升机系统，其特征在于：所述的直升机飞行状态信息采集装置包括陀螺、航向仪、GPS装置和气压高度计，其中陀螺设置在直升机的中心处。
4.根据权利要求3所述的敏捷无人直升机系统，其特征在于：所述的摄像头为抗震型的日光型摄像头。
5.根据权利要求4所述的敏捷无人直升机系统，其特征在于：所述的无人直升机上包设有半包蒙皮。
6.根据权利要求5所述的敏捷无人直升机系统，其特征在于：所述的地面控制站为笔记本电脑。
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