[实用新型]一种可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无人机自动控制系统，搭载了光电图像采集模块和投球模块。具体为一种可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器。

背景技术

随着科学技术、自动化技术及飞行制造技术的不断发展，各种各样的无人机已经渐渐走进了我们的生活中。无论是军用的侦查无人机还是商业用的航拍无人机，无人机在我们的生活中已经扮演了不可或缺的角色。无人机的诞生使得人类可以利用无人机前往一些载人飞机无法到达的地方，同时无人机的诞生也使得人类在飞机控制上有了质的突破，可以完成人类飞行员无法完成的飞行任务，无人机的诞生也可以免除飞行员培养的高昂费用。

在无人机的实际应用中，空投成为其一项实用功能。因为使用精度不足的gps定位，在一些要求精确场合下，只能人为遥控飞行，在可视范围内对地空投。由于环境限制和操作技术限制，人为操作无法全方位展开且工作精准度不足。因此我们设计了此可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器，在起飞前装载好空投物后根据环境改变飞行高度，在飞行时采集目标信息并飞到目标正上方悬停，将空投物投下后自主返回出发点待命。

单片机是很多自动化设备的基本芯片，可以轻松实现用电脑进行编程，然后下载至单片机内，将单片机作为核心控制单位对无人机进行控制，做出诸如悬停，自动启动着陆程序，前进，后退等动作。

超声定高模块在短距离内测距有极高精度（2cm），不易受到外界环境干扰，适合用于无人机飞行时确定所在高度，进而对无人机姿态进行调整。

使用的光电图像采集模块，可以分辨7种色彩的目标，可以对这些目标定义优先级，并且可以返回目标在像素范围内的中心点坐标和目标矩形像素的长宽参数。

舵机可以作为投球机制的开关，只与主控单片机连接，稳定性强，不会受到外界条件的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器，具有结构简单，功能模块分工清晰，能自主定高飞行寻找目标投球并返回起点的无人机，无人机更加智能化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器，包括无人机机架、无人机机臂、电调、电机、电机配套桨叶、主控单片机、无人机挂架、无人机脚架、超声定高模、光电图像采集模块和投球模块；其特征在于：无人机机架四周设有四个无人机机臂，四个无人机机臂中间位置上设有电调，无人机机臂尾端设有电机，电机上端设有电机配套桨叶；所述无人机机架内部中心位置设有主控单片机，无人机机架的底端安装设有一个无人机挂架，无人机机架的二个侧端分别设有无人机脚架，无人机机架下端设有超声定高模，超声定高模安装在无人机脚架上，光电图像采集模块安装在无人机脚架的前端上，投球模块安装在无人机脚架的尾端上，航模电池设置在无人机机架下端。

本实用新型所述主控单片机分别和电调、超声定高模、光电图像采集模块和投球模块连接；所述电调和电机连接。

本实用新型所述主控单片机型号stm32。

本实用新型的工作原理是：四轴飞行平台下挂载电池模块、超声定高模块、光电图像采集模块及投球模块。四轴飞行平台可以在超声定高模块辅助下自主定高飞行；光电图像采集模块可以采集机体下方的图像并通过相关通信协议将目标数据传回给主控单片机。投球模块可以装载待投物并在主控单片机控制下投放。主控单片机可以接收超声定高块发送的高度信息，再调整飞行姿态和高度；主控单片机可以接收光电图像采集模块传送的目标信息，调整飞行方向和悬停位置；主控单片机可以发送指令控制投球模块的开启和关闭。光电图像采集模块可以采集目标的颜色，大小，二维坐标等信息，并且可以设定识别多个颜色目标，根据设定的优先级来选择投放顺序。投球装置由容纳桶和舵机组成，由舵机的转动来执行投球操作。可以自主完成起飞、定高前进、定高悬停、执行投球操作、返回起点。整个过程由单片机控制完成，不需要人为干涉。

本实用新型的优点是：随着科学技术、自动化技术及飞行制造技术的不断发展，各种各样的无人机已经渐渐走进了我们的生活中，无人机使得人类可以利用无人机前往一些载人飞机无法到达的地方。当前的无人机发展方向主要在于对其更多的实用功能的探索，此可定点投球的智能光电识别四旋翼无人飞行器可以在人无法进入的区域自主执行空投操作，降低人员工作量和风险。通过对超声定高模块的使用，提高了无人机飞行准确度，解决了使用gps时误差大的缺点，在未来的互联物流方面有很好的前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。