[发明专利]一种视觉辅助清洗的无人机系统

说明书

本发明涉及无人机领域，公开了一种视觉辅助清洗的无人机系统，包括机身、机臂、电机、螺旋桨、起落架、供电模块、电子调速器、飞行控制器、飞行遥控器、视觉处理模块、清洗模块、地面监测站以及抗回冲力模块。本发明通过抗回冲力模块自动抵消清洗模块清洗时产生的回冲力，而且不需要额外计算回冲力的大小和方向，避免了由于回冲力的影响导致无人机无法正常清洗的情况，提高了清洗效率，而且整个系统结构简单，自动化程度高。

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体地，涉及一种视觉辅助清洗的无人机系统。

背景技术

处于高空中的装置如输电线路、绝缘子、玻璃等长期暴露在环境中，受 到风吹、雨水冲刷、磁场等的作用，装置表面会积累大量的污染物，影响正 常的工作和美观，可能造成意想不到的事故。在停电条件下需要人工登高手 动擦拭清洗，这种方式有较高的人工成本，且工作人员的安全得不到保障。

近十年来，无人机广泛应用在电力巡检、灾害救援、包裹递送等领域， 极大的方便了人们的生活，同时也为我们提供了新的解决问题的思路。然而， 由于周围环境可能较为复杂，无人机在飞行过程中，可能会与障碍物发生碰 撞，妨碍无人机的正常工作。随着计算机视觉的兴起，无人机搭载相机可以 为其提供足够多的周围环境信息，增大了无人机的应用范围。

无人机在冲洗物体时，在喷出液体的同时也会受到水流回冲力的影响， 这种回冲力很容易使无人机的姿态发生偏移，影响无人机的正常冲洗，严重 时会导致无人机丧失稳定性，发生意想不到后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种视觉辅助清洗的无人机系统，该无人机系统能 够抵消清洗时产生的回冲力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种视觉辅助清洗的无人机系统，包 括：

机体；

飞行控制器，其用于控制所述无人机飞行；

飞行遥控器，其用于控制所述飞行控制器从而控制所述无人机的飞行轨 迹；

视觉处理模块，其用于收集所述无人机周围的环境信息以及清洗对象的 脏污程度；

清洗模块，所述清洗模块设置于所述机体的下方，用于对所述清洗对象 进行清洗；

抗回冲力模块，所述抗回冲力模块包括：

压电陶瓷，所述压电陶瓷设置于所述清洗模块上，当所述清洗模块 对清洗对象进行清洗时，所述清洗模块对压电陶瓷产生会回冲力；

十字支架，所述十字支架的中心与所述清洗模块垂直设置；

小型电机，所述小型电机设置有四个，且四个小型电机分别设置于 十字支架的四角，且每个小型电机的输出端均设置有小型旋翼；

变换电路，所述变换电路的输入端与压电陶瓷相连，所述变换电路 的输出端与小型电机相连；

所述抗回冲力模块用于：

当所述清洗模块喷水时会对无人机产生回冲力，所述回冲力的方向为沿 着所述清洗模块，指向与所述清洗模块喷洒方向相反，所述回冲力对压电陶 瓷产生压电信号，所述压电信号作为控制信号，输入所述变换电路，所述变 换电路产生脉冲调制PWM信号，调节四个小型电机转速，四个小型电机产 生沿着所述清洗模块方向的推力，抵消回冲力的影响。

优选地，所述压电陶瓷在工作时满足关系式：

m＝k_iF；

其中，m为压电信号，F为回冲力的大小，k_i为压电系数；

所述脉冲调制PWM信号为：

ω＝f(m)；