四旋翼航拍定位无人飞行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种四旋翼航拍定位无人飞行器，本实用新型采用四轴电动飞行器作为空中作业平台，包括飞行器、航拍系统、3G网络系统、GPS系统。飞行器包括飞行器机架、支撑梁、飞行控制器、4个起落缓冲块。飞行控制器安装在飞行器机架上，4个起落缓冲块与机架直接连接。支撑梁上装有电机、调速器，螺旋桨安装在电机上并位于飞行器架的上方。航拍系统安装在飞行器的上部，航拍系统包括USB摄像头、3G网络系统，电机的电源线连接到调速器的输出端，调速器的电源输入端通过飞行器的电源端子、电源导线与飞机上的锂电池连接。提高了获取现场信息的工作效率和安全性，降低了人类的劳动强度和获取信息的费用。
【专利说明】四旋翼航拍定位无人飞行器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种四旋翼航拍定位无人飞行器，属于电学部分，电通信技术分部。
【背景技术】
[0002]现今随着科学技术的快速发展，人们对于飞行器的研究日趋深入，各类飞行器在越来越多的场合得以应用。四旋翼无人飞行器与其他飞行器相比，其机械结构简单紧凑，行动更为灵活，起降环境要求较低，具有良好的操作性能，可以在小范围实现起飞、悬停、降落。由于这些特点，四旋翼飞行器已广泛应用于航拍、监视、侦查、搜救、农业病虫害防治等诸多领域。
[0003]现有的基于四旋翼飞行器的航拍方法，所搭载的航拍设备价格高昂，不适合构建低成本的四旋翼航拍系统；航拍设备重量较重、耗能极大且容易损毁，对四旋翼飞行器的载重能力及其搭载的电池能力提出了较高要求，影响了四旋翼飞行器的性能；航拍设备所拍摄的图像缺乏有效的实时传送方式，需要在飞行结束、飞行器返航后人工进行图像、视频采集，操作繁琐，不能查看飞行器周围实时的图像信息，缺乏时效性。现有的基于2.4GHz模拟信号通讯的视频传输方案，虽能传回PAL/NTSC格式的模拟视频信号，但所传输的视频信号既容易干扰各类飞行遥控器、汽车防盗器等使用2.4GHz信号通信的设备，又容易在多路视频信号间相互干扰，而且模拟信号的质量也难以满足如今的需求；传统的2.4GHz无线遥控技术遥控距离有限，限制了四旋翼飞行器的航拍距离。这些都影响了四旋翼飞行器航拍的成本与推广。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、适用范围广的智能航拍定位无人飞行器，以克服现有技术的不足。可以获取现场的GPS位置，实时视频等信息，并且可以通过互联网、局域网控制飞行器的运动，用以提高获取现场信息的工作效率和安全性，降低人类的劳动强度和获取信息的费用。
[0005]本实用新型采用四轴电动飞行器作为空中作业平台，包括飞行器、航拍系统、3G网络系统、GPS系统。飞行器包括飞行器机架、支撑梁、飞行控制器、4个起落缓冲块。飞行控制器安装在飞行器机架上，4个起落缓冲块与机架直接连接。支撑梁上装有电机、调速器，螺旋桨安装在电机上并位于飞行器架的上方。航拍系统安装在飞行器的上部，航拍系统包括USB摄像头、3G网络系统，电机的电源线连接到调速器的输出端，调速器的电源输入端通过飞行器的电源端子、电源导线与飞机上的锂电池连接。GPS模块连接无线数传模块。地面站包括数传电台、导航监控及影像显示计算机、无线网络接收机、无线电遥控发射机。
【专利附图】
【附图说明】:
[0006]通过参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例，本实用新型的以上和其它方面及优点将变得更加易于清楚，在附图中:
[0007]图1为本实用新型的系统结构图。
【具体实施方式】
[0008]在下文中，现在将参照附图更充分地描述本实用新型，在附图中示出了各种实施例。然而，本实用新型可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本实用新型的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0009]在下文中，将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。
[0010]如图1所示，本实用新型的静态结构:本实用新型的新型智能航拍定位无人飞行器，主要由:1、飞行机器架；2、支撑梁；3、4个起落缓冲块；4、4个电机；5、4个调速器；6、4个螺旋桨；7、飞行控制器；8、USB摄像头；9、GPS模块；10、无线数传模块；11、锂电池；12、3G路由器；13、AVR单片机；14、PC-无线网卡；15、数传电台；16、地面站监控系统(软件系统)这些模块组成。电机和调速器装在支撑梁上，螺旋桨安装在电机上并位于飞行器机架的上方；4个起落缓冲块与机架直接连接；飞行控制器安装在飞行器机架上并与调速器连接；电机的电源线连接到调速器的输出端；调速器的电源输入端通过飞行器的电源端子、电源导线与飞机上的锂电池连接；USB摄像头、3G路由器安装在飞行器的上部，3G路由器通过和AVR单片机从而间接与飞行控制器连接；GPS模块连接无线数传模块；PC-无线网卡和数传电台连接在PC机上与地面站监控系统进行通信；地面站监控系统所实现的功能包括:Google Earth电子地图、无人机状态参数显示、航迹跟踪、航路绘制和图像显示。
[0011]下面通过使用方法，更进一步阐述本实用新型的新型智能航拍定位无人飞行器的动态结构关系:
[0012](I)先启动PC机上的地面站监控系统平台软件，并使飞行器处于就绪状态，建立地面站系统平台软件与飞行器的连接。
[0013](2)通过遥控器或PC机启动飞行器，并实现对飞行器的控制。
[0014](3)地面站监控系统平台软件通过接收数据来显示无人机的状态参数以及对飞行器航迹的自动绘制。
[0015](4)可以通过连接飞行器上的USB摄像头来了解飞机现场的图像，从而可以制定方案。
[0016]本实用新型的新型智能航拍定位无人飞行器的最大特点是飞行器可通过3G网络系统接入3G网络，可以用PC上的地面站监控系统平台软件来直接控制飞行器，使得控制的范围大大的增大，而且灵活性很高，实用性大大提高。
[0017]本实用新型具有如下技术效果:
[0018]1、采用创新性的直驱四旋翼结构，无齿轮、无伺服器、无传动杆，机械结构简单，大大减小了因机械故障导致坠机的机率，同时也大大降低了飞行噪音。而传统无人航拍使用普通遥控航模直升机、固定翼模型飞机、系留氢气球等外挂拍摄器材进行拍摄，但是这些方式危险性仍然很高，例如遥控模型直升机和固定翼模型飞机机械结构复杂，操控难度极高且很难掌握，如果机械出现问题或操作稍有不慎，将导致坠机，轻则机毁，重则伤人。切固定翼飞机的速度太快，不能悬停等缺陷些限制了其使用范围。系留氢气更是因为氢气的易燃易爆性，存在着严重的安全隐患。
[0019]2、轻盈便携的机体，同时具有超强的载重能力，可以在任何场合随意起降。而传统无人航拍使用普通遥控航模直升机多为90级的油动直升机，重量大，机身长度超过1.5m,不仅携带难，而且必须具备一块篮球场大小的场地才能保证安全的起降，固定翼遥控模型飞机更是需要至少一个足球场大小的场地再能起降。
[0020]3、先进的GPS导航系统，能在配套的地面站软件上实时描绘飞行轨迹，清楚的了解现场的地理位置信息，该功能尤其适用于在人不能进入的区域进行航拍，如地震、洪涝灾区的勘查等。传统无人航拍使用普通遥控航模飞机根本不具备导航功能。
[0021]4、飞行器可通过3G网络系统接入3G网络、或用PC直连飞行器，可以实现全球范围的飞行控制，而传统无人航拍使用普通遥控航模飞机根本不能接入互联网，遥控范围有限，使用场合大大受限。
[0022]以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。本实用新型可以有各种合适的更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种四旋翼航拍定位无人飞行器，其特征在于: 该四旋翼航拍定位无人飞行器采用四轴电动飞行器作为空中作业平台，包括飞行器、航拍系统、3G网络系统、GPS系统； 飞行器包括飞行器机架、支撑梁、飞行控制器、4个起落缓冲块，飞行控制器安装在飞行器机架上，4个起落缓冲块与飞行器机架直接连接，支撑梁上装有电机、调速器，螺旋桨安装在电机上并位于飞行器机架的上方。
2.根据权利要求1所述一种四旋翼航拍定位无人飞行器，其特征在于: 所述航拍系统安装在飞打器的上部，航拍系统包括USB摄像头、3G网络系统，电机的电源线连接到调速器的输出端，调速器的电源输入端通过飞行器的电源端子、电源导线与飞机上的锂电池连接，GPS模块连接无线数传模块，地面站包括数传电台、导航监控及影像显示计算机、无线网络接收机、无线电遥控发射机。
3.根据权利要求2所述一种四旋翼航拍定位无人飞行器，其特征在于: 飞行控制器安装在飞行器机架上并与调速器连接；USB摄像头、3G路由器安装在飞行器的上部，3G路由器通过连接AVR单片机从而间接与飞行控制器连接；PC-无线网卡和数传电台连接在PC机上与地面站监控系统进行通信。
【文档编号】G05D1/10GK203405734SQ201320346469
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月17日 优先权日:2013年6月17日
【发明者】宋恺, 张羽, 郑靖宇, 解国栋, 王日升, 冯秀芳 申请人:太原理工大学