[实用新型]矿井巡查微型无人机系统

权利要求书

1.一种矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：包括至少一架无人机、地面站以及设置在矿井通道内的无线基站，所述无人机能够通过无线基站实现与地面站的无线通讯；所述无线基站实现矿井通道内无线网络的全覆盖；所述无人机搭载组合导航模块、飞行控制模块和视觉处理模块，基站选用LAFALINK 双频千兆无线路由器，定向全向WIFI覆盖 高通主机+全向天线 半径覆盖250米左右其中，

组合导航模块包括导航计算机以及与导航计算机信号连接的IMU、气压高度计、光流传感器、激光传感器和照明LED，其中，IMU用于计算无人机姿态；气压高度计用于检测无人机的飞行高度；光流传感器用于测算无人机的飞行速度；激光传感器分别安装于无人机左侧、右侧和前侧，用于测量微型无人机与障碍物的距离，辅助无人机实现自主避障；照明LED安装在无人机前视相机上方，照明LED与视觉计算机相连，当前视相机采集的图像平均亮度持续低于额定阈值时，视觉计算机控制照明LED开启，用于光线不足时辅助照明；

飞行控制模块包括飞行控制计算机，所述导航计算机与飞行控制计算机信号连接，导航计算机将飞行数据传输至飞行控制计算机，所述飞行控制计算机与无人机连接，飞行控制计算机将舵机指令信号传输至无人机，控制无人机飞行的姿态、速度和位置；

视觉处理模块包括图像计算机、前视相机和下视相机，所述前视相机和下视相机用于拍摄矿井通道内的环境，分别安装在无人机的前侧和下侧，且与图像计算机信号连接；所述图像计算机用于接收来自前视相机和下视相机所拍摄的视频和图片，并对视频和图片数据进行分析和处理；所述图像计算机分别与导航计算机和飞行控制计算机之间信号连接。

2.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述矿井通道内检测到的具有明显图像特征的图片，图像特征包括颜色特征，纹理特征，连通域特征，直方图特征，将这些图片及其采集时刻的世界坐标作为路点存储，如果微型无人机返航时处于wifi拒止环境，可通过与存储的路点图片进行比对，当相似度超过额定阈值时，可认为当前位置是与之相似的路点图片所在的位置，存储的路点图片的世界坐标就是当前微型无人机的世界坐标，以此修正微型无人机的导航信息。

3.如权利要求2所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述无人机上搭载有wifi模块和sd卡，无人机通过wifi模块与地面站之间进行无线通讯；所述sd卡用于定时记录路点信息。

4.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述IMU包括陀螺仪和加速度计，所述陀螺仪用于测量角速度，所述加速度计用于测量加速度。

5.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述无人机上还设有数传模块，所述数传模块用于将飞行控制计算机接收到的图像计算机对视频和图片数据的处理结果回传至地面站。

6.如权利要求5所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述无人机上还搭载有采集并分析空气中成分的空气分析仪，所述空气分析仪安装在无人机的正下方，并与飞行控制计算机线路连接，通过飞行控制计算机与数传模块连接，将矿井通道内空气成分通过数传模块回传至地面站显示。

7.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述飞行控制计算机与图像计算机之间通过串口通讯。

8.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述图像计算机上搭载有wifi模块。

9.如权利要求1所述的矿井巡查微型无人机系统，其特征在于：所述无人机采用四旋翼无人机平台，且该四旋翼无人机平台轴距为110mm。