具有消防偵察功能的多旋翼無人機(jī)飛行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及消防偵察領(lǐng)域，特別是涉及一種具有消防偵察功能的多旋翼無人機(jī)飛行器。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前的消防偵察中，由于突發(fā)事故的不可預(yù)測和難以控制性，給消防救援工作帶來了極大的困難，并且會危及消防人員自身安全，這已成為現(xiàn)代火災(zāi)撲救的難點(diǎn)之一。為了更好的解決這一難題，消防無人機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，科技的不斷進(jìn)步也使得消防無人機(jī)的作用日益增強(qiáng)，在救援工作中的成效也越來越重要。消防無人機(jī)能代替消防救援人員遙控進(jìn)入易燃易爆、有毒有害和易對塌的建筑物內(nèi)，大型倉庫，缺氧、濃煙等室內(nèi)外危險災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行偵察、采集、處理和實時傳輸現(xiàn)場圖像、語音、有毒氣體種類、可燃?xì)怏w濃度、現(xiàn)場溫度、輻射熱等數(shù)據(jù)信息，有效地解決消防人員在上述場所面臨的人身安全、可持續(xù)偵察時間短、數(shù)據(jù)采集量不足和不能實時反饋信息等問題。
[0003]而目前的消防無人機(jī)大部分采用的是GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在有GPS信號的室外危險災(zāi)害現(xiàn)場時可以實現(xiàn)實時監(jiān)測和定點(diǎn)監(jiān)測，完成消防偵察任務(wù)。但在室內(nèi)或無GPS信號的環(huán)境時無法實現(xiàn)定位功能，難以有效穩(wěn)定的持續(xù)飛行，進(jìn)而無法完成消防偵察任務(wù)。因此，如何在室內(nèi)外、復(fù)雜環(huán)境下均可通過精確定位實現(xiàn)消防無人機(jī)的自主飛行和實時監(jiān)測，
是一個重要課題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的任務(wù)在于為了解決上述問題而提供一種能自主完成復(fù)雜環(huán)境下的消防偵察任務(wù)的多旋翼無人機(jī)飛行器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0006]本實用新型所述具有消防偵察功能的多旋翼無人機(jī)飛行器，包括機(jī)架、機(jī)臂、電池、螺旋槳葉、驅(qū)動螺旋槳葉轉(zhuǎn)動的電機(jī)、電子調(diào)速器、起落架、無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)、傳感器、激光測距傳感器、小型控制計算機(jī)、高清攝像頭、圖像傳輸裝置和地面站裝置；其中，所述電機(jī)和所述電子調(diào)速器均安裝在所述機(jī)臂上；所述機(jī)臂與所述機(jī)架相連構(gòu)成所述多旋翼無人機(jī)飛行器的機(jī)體框架；所述螺旋槳葉安裝在所述電機(jī)上，同時所述電機(jī)與所述電子調(diào)速器連接；所述起落架安裝在所述機(jī)架的下部；所述傳感器與所述無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)的通訊接口對應(yīng)連接；所述激光測距傳感器與所述小型控制計算機(jī)通訊連接，所述小型控制計算機(jī)與所述無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)連接；所述高清攝像頭與所述圖像傳輸裝置相連。
[0007]為了實現(xiàn)室內(nèi)的精確三維位置控制，所述激光測距傳感器包括安裝在機(jī)架水平方向的激光測距傳感器一和安裝在機(jī)架下部向下方向的激光測距傳感器二 ；所述激光測距傳感器一與所述激光測距傳感器二均與所述小型控制計算機(jī)連接。所述激光測距傳感器的檢測范圍可達(dá)270°。
[0008]進(jìn)一步，所述高清攝像頭包括向上方向的攝像頭一，水平方向的攝像頭二和向下方向的攝像頭三；其中，所述向上方向的攝像頭一和所述水平方向的攝像頭二位于所述機(jī)架的上部，所述向下方向的攝像頭三位于所述機(jī)架的下部?？赏瑫r獲取上方、前方和下方的視頻圖像。
[0009]具體的，所述傳感器包括9自由度姿態(tài)傳感器、GPS傳感器、氣壓傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器。
[0010]本實用新型的有益效果在于:
[0011]本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器可代替人工在消防現(xiàn)場進(jìn)行信息偵察、信息采集、人員搜救等工作。具有復(fù)雜環(huán)境下自主飛行、自動實時偵察、自動壁障、保護(hù)人身安全、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程實時通訊、數(shù)據(jù)可保存回放以便于分析總結(jié)等優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)為:
[0012]1.本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器在室外和室內(nèi)均可實現(xiàn)自主飛行，并實現(xiàn)精確的三維位置和姿態(tài)控制。在室外可采用GPS導(dǎo)航定位實現(xiàn)快速且準(zhǔn)確地飛抵目標(biāo)地點(diǎn)，在室內(nèi)、缺失GPS信號的環(huán)境時，可采用基于SLAM算法的激光測距定位系統(tǒng)，完成在室內(nèi)、缺失GPS信號的環(huán)境內(nèi)的自主飛行，避免了復(fù)雜環(huán)境的消防現(xiàn)場無法監(jiān)測的困難。
[0013]2.本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器可代替人工在復(fù)雜危險環(huán)境下進(jìn)行信息偵察和信息采集，無需人員進(jìn)入危險的消防現(xiàn)場，不存在危險環(huán)境內(nèi)的人身安全問題。
[0014]3.本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器可通過所述向上方向的攝像頭一、所述水平方向的攝像頭二、所述向下方向的攝像頭三同時采集上方、前方和下方的視頻圖像，可避免觀測死角情況的出現(xiàn)，實時監(jiān)測消防現(xiàn)場內(nèi)的火情情況、定位火情位置，為后續(xù)的決策提供可靠的信息。
[0015]4.本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器可通過所述傳感器實時檢測消防現(xiàn)場內(nèi)的可燃、有毒有害的特征氣體的濃度，可及時對消防現(xiàn)場內(nèi)的危險情況予以警報。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型多旋翼無人機(jī)飛行器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是GPS導(dǎo)航定位控制方框圖；
[0018]圖3是基于SLAM算法的激光測距定位控制方框圖；
[0019]圖4是實時圖像傳輸系統(tǒng)的方框圖；
[0020]圖5是環(huán)境溫濕度和氣體濃度報警系統(tǒng)的方框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步具體描述:
[0022]如圖1-5所示，本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器包括電池(圖1中未示出)、螺旋槳葉1、驅(qū)動螺旋槳葉轉(zhuǎn)動的電機(jī)2、電子調(diào)速器3、機(jī)臂4、起落架5、向下方向的激光測距傳感器二 6、向下方向的攝像頭三7、機(jī)架8、無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)9、小型控制計算機(jī)10、傳感器11、向上方向的攝像頭一 12、水平方向的攝像頭二 13、水平方向的激光測距傳感器一14、控制中心外殼15、圖像傳輸裝置16、地面站裝置(圖1中未示出)。其中，螺旋槳葉I安裝于電機(jī)2上，電機(jī)2與電子調(diào)速器3相連，電機(jī)2安裝于機(jī)臂4上，電子調(diào)速器3安裝于機(jī)臂4內(nèi)，機(jī)臂4與機(jī)架8通過連接裝置(圖1中未示出，采用常規(guī)的航插裝置即可)構(gòu)成本實用新型所述多旋翼無人機(jī)飛行器的機(jī)體框架，機(jī)臂4 一共六支，無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)9和傳感器11均安裝于控制中心外殼15的內(nèi)部，傳感器11與無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)9的通訊接口對應(yīng)連接，小型控制計算機(jī)10和圖像傳輸裝置16安裝于控制中心外殼15外部的兩側(cè)，小型控制計算機(jī)10與無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)9相連實現(xiàn)本實用新型多旋翼無人機(jī)飛行器系統(tǒng)的姿態(tài)控制和位置控制，起落架5安裝于機(jī)架8的下部，向上方向的攝像頭一 12、水平方向的攝像頭二 13和水平方向的激光測距傳感器一 14安裝于控制中心外殼15的上部，相對的，向下方向的攝像頭三7和向下方向的激光測距傳感器二 6安裝在起落架8上，向上方向的攝像頭一 12、水平方向的攝像頭二 13和向下方向的攝像頭三7與圖像傳輸裝置16連接，圖像傳輸裝置16通過無線通訊將視頻信號傳輸至地面站裝置(圖1中未示出)，向下方向的激光測距傳感器二 6和水平方向的激光測距傳感器一 14與小型控制計算機(jī)10連接。向上方向的攝像頭一 12、水平方向的攝像頭二 13和向下方向的攝像頭三7分別用于采集上方、前方和下方的視頻圖像，水平方向的激光測距傳感器一 14用于探測四周的環(huán)境和障礙物，向下方向的