一種用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)，包括外置主控制器(17)和飛行器模型(13)；所述飛行器模型(13)，包括機身(4)和云臺支架(8)，所述機身(4)上設(shè)置有呈十字分布的四個機翼(1)，每個機翼(1)與無刷電機(2)相連，繼而無刷電機(2)通過無刷電調(diào)(3)與機身(4)相連；機身(4)上方設(shè)置有飛行控制板(5)和飛行控制板安裝棱柱(7；機身(4)下方設(shè)置有執(zhí)行部件(10)和執(zhí)行部件固定柱(9)，執(zhí)行部件(10)外部設(shè)置有耐高溫隔熱罩(11)。本實用新型能夠在未知的環(huán)境中自主飛行，穩(wěn)定、安全、靈活的搜救被困群眾。
【專利說明】
一種用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及火災(zāi)現(xiàn)場勘測智能系統(tǒng)，具體地說涉及一種用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火災(zāi)是指在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一?；馂?zāi)是我國目前造成人員傷亡數(shù)僅次于礦難的災(zāi)難。從近幾年火災(zāi)事故的資料看，全國平均每年由火災(zāi)造成的經(jīng)濟損失達15億元，火災(zāi)次數(shù)達18萬次，呈不斷上升之勢。大型火災(zāi)不僅會造成慘重的財產(chǎn)損失，還會造成大量的人員傷亡。
[0003]大型火災(zāi)發(fā)生后的撲滅工作也是一大難點，目前我國采取的仍為人工撲滅，這種撲滅方式難度大，對消防隊員有很大危險。2015年8月12日在天津濱海新區(qū)塘沽開發(fā)區(qū)的天津東疆保稅港區(qū)瑞海國際物流有限公司所屬危險品倉庫發(fā)生爆炸，22時50分之后的連環(huán)爆炸造成數(shù)十名消防員犧牲?；馂?zāi)現(xiàn)場的情況勘測對撲滅火災(zāi)，提醒消防隊員未知的危險有重大意義。
[0004]基于上述火災(zāi)危害性大、撲滅危險性大的特點，利用科技的便捷性，發(fā)明一種應(yīng)用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的智能系統(tǒng)對減少消防員在火災(zāi)現(xiàn)場的危險性，幫助消防員搜救被困群眾很有益處。
[0005]例如，申請?zhí)枮?014206116365、名稱為“一種火災(zāi)報警數(shù)據(jù)信息與火災(zāi)現(xiàn)場視頻信息一體傳輸裝置”的實用新型專利，此實用新型雖然提高了數(shù)據(jù)傳輸裝置在極端環(huán)境下工作的穩(wěn)定性，但是火災(zāi)傳感器和攝像頭的位置固定，攝像頭視覺角度單一，不能完全還原火災(zāi)現(xiàn)場的原貌;而且傳感器和攝像頭通過數(shù)據(jù)電纜與數(shù)據(jù)采集主機相連，數(shù)據(jù)電纜雖然有阻燃外層，但是容易發(fā)生斷線的危險。
[0006]另外，申請?zhí)枮?015200466745、名稱為“一種基于四旋翼飛行器的火災(zāi)現(xiàn)場輔助救援系統(tǒng)”的實用新型專利，該四旋翼飛行器可通過無線遙控飛行或自動控制飛行，能較為靈活的拍攝火災(zāi)現(xiàn)場的情況，但是，關(guān)于火災(zāi)現(xiàn)場高溫條件下四旋翼飛行器材料的選擇和四旋翼飛行器在未知環(huán)境中如何自主飛行沒有給出較好的解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型設(shè)計了一種用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)。
[0008]本實用新型用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)，包括外置主控制器17和飛行器模型13;
[0009]所述飛行器模型13，包括機身4和云臺支架8，所述機身4上設(shè)置有呈十字分布的四個機翼I，每個機翼I與無刷電機2相連，繼而無刷電機2通過無刷電調(diào)3與機身4相連;機身4上方設(shè)置有飛行控制板5和飛行控制板安裝棱柱7，飛行控制板5下方設(shè)置有電池12，飛行控制板5外側(cè)設(shè)置有耐高溫隔熱罩6;機身4下方設(shè)置有執(zhí)行部件10和執(zhí)行部件固定柱9，執(zhí)行部件10外部設(shè)置有耐高溫隔熱罩11;
[0010]所述飛行控制板5上設(shè)置有飛行控制模塊15，飛行控制模塊15用于控制飛行器模型13的飛行姿態(tài)和飛行方向。
[0011]多臺飛行器模型13在同一區(qū)域同一時間受同一主控制器17控制飛行。
[0012]所述執(zhí)行部件10為高清攝像頭14a或紅外線人體傳感器14b。
[0013]所述飛行控制模塊15由微控制器模塊15a、姿態(tài)測量模塊、電源模塊15d、電機驅(qū)動模塊15e、無線通訊模塊15f、GPS模塊15g組成;微控制器模塊15a為時鐘頻率為50MHZ以上的單片機，其他電子器件以微控制器模塊15a為中心，連接到微控制器模塊15a，與微控制器模塊15a建立通信;姿態(tài)測量模塊由加速度傳感器15b、角速度傳感器15c、數(shù)字氣壓傳感器組成；電源模塊15d和電機驅(qū)動模塊15e共同用于控制飛行器電池為無刷電調(diào)和電機供電，電源模塊15d內(nèi)含降壓電路，將電池電源轉(zhuǎn)化為5v直流電為微控制器模塊供電;無線通訊模塊15f為nRF24L01無線模塊器件，其發(fā)射電路通過LC振蕩電路構(gòu)成，用于發(fā)射和接收無線電來實現(xiàn)主控制器17和飛行器模型13的通信;GPS模塊15g用于測定飛行器的具體方位。
[0014]電源模塊15d同時連接微控制器模塊15a和電池12，用于解鎖電池12。
[0015]電機驅(qū)動模塊15e用于解鎖無刷電機2。
[0016]耐高溫隔熱罩6、11為celsian基體或cel-sian纖維陶瓷復(fù)合材料制成。
[0017]或者，所述飛行控制模塊15由微控制器模塊15a、姿態(tài)測量模塊、電源模塊15d、電機驅(qū)動模塊15e、無線通訊模塊15f、未知建筑自主飛行輔助模塊18組成;所述未知建筑自主飛行輔助模塊18，包括激光傳感器18a和聲納傳感器18b;未知建筑自主飛行輔助模塊18連接飛行控制系統(tǒng)15的微控制器模塊15a，未知建筑自主飛行輔助模塊18將采集到的飛行器和障礙物之間的距離發(fā)送給微控制器模塊15a，經(jīng)過通信系統(tǒng)16反饋給主控制器17，主控制器17根據(jù)算法規(guī)劃飛行路線，通過通信系統(tǒng)16發(fā)送到飛行控制系統(tǒng)15來改變飛行的方向或高度。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0019]1、四旋翼飛行器采用多種的耐高溫高強度的材料制成，能夠在火災(zāi)的現(xiàn)場自如的飛行而不受高溫高壓環(huán)境的影響，能夠克服環(huán)境對人力的限制，飛行器可以去到許多火災(zāi)災(zāi)情嚴重的建筑物中勘測情況:機架的構(gòu)建應(yīng)采用TUFROC韌化單片纖維增強抗氧化復(fù)合材料，耐高溫、抗氧化;電機的構(gòu)建應(yīng)采用冷卻的陶瓷基復(fù)合材料(CMC)技術(shù);耐高溫隔熱罩采用celsian(涂有鎖的娃酸招鋇，SBAS)基體/cel-sian纖維陶瓷復(fù)合材料，透明、耐高溫、并能進行無線電頻率的電子透波;其他裸露部分可以刷高熔點抗氧化陶瓷碳絕緣材料的耐高溫抗火涂層。
[0020]2、飛行器采用由微控制器模塊(時鐘頻率為50MHZ或50MHZ以上的單片機組成)、姿態(tài)測量模塊、無線通訊模塊、電機驅(qū)動模塊組成先進的飛行控制技術(shù)，飛行穩(wěn)定，不易受環(huán)境的影響，且飛行控制器時鐘頻率高，處理速度快，在飛行器飛行受到大的擾動時，微處理器內(nèi)置的PID控制算法會快速計算電機的轉(zhuǎn)速，通過電調(diào)改變無刷電機的轉(zhuǎn)速，使飛行器飛行回歸穩(wěn)定。
[0021]3、飛行器在未知的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)時，如飛入未知狀態(tài)的建筑物中時，利用激光傳感器和聲納傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)GPS的慣性導(dǎo)航方法，用于獲取飛行器在未知室內(nèi)環(huán)境中飛行時的位姿信息。并結(jié)合數(shù)字圖像處理方法和激光測距特性，采取激光輔助慣性導(dǎo)航的方法可以進一步的提高定位的精度。保證飛行器不受阻礙的飛行。
[0022]4、在通信系統(tǒng)中，為了保證飛行器之間更好的合作交流，飛行器的協(xié)同工作采用協(xié)同工作模式中的本地同步模式，即使得處于同一區(qū)域的合作者在同一時間進行同一任務(wù)的協(xié)作。多臺飛行器在同一區(qū)域同一時間受同一主控制器控制飛行。主控制器與飛行控制器的通訊方式采用集中式應(yīng)用共享方式，即飛行器向主控制器反饋飛行信息，主控制器控制飛行器飛行，各飛行器之間的協(xié)同交流也通過主控制器完成。所以，飛行器之間可以實現(xiàn)較好的合作，飛行器和主控制器之間的交流也比較便利。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實用新型的側(cè)視圖；
[0025]圖3為本實用新型的系統(tǒng)方框圖；
[0026]圖4為主控制器與飛行器模型之間的集中式應(yīng)用共享方式示意圖。
[0027]圖中，I為機翼，2為無刷電機，3為無刷電調(diào)，4為機身，5為飛行控制板，6為耐高溫隔熱罩，7為飛行控制板安裝棱柱，8為云臺支架，9為執(zhí)行部件固定柱，10為執(zhí)行部件，11為耐高溫隔熱罩，12為電池，13為飛行器模型，14為勘測系統(tǒng)，14a為高清攝像頭，14b為紅外線人體傳感器，15為飛行控制模塊，15a為微控制器模塊，15b為加速度傳感器，15c為角速度傳感器，15d為電源模塊，15e為電機驅(qū)動模塊，15f為無線通訊模塊，15g為GPS模塊；16為通信系統(tǒng)；17為主控制器；18為未知建筑自主飛行輔助模塊，18a為激光傳感器，18b為聲納傳感器。
【具體實施方式】
[0028]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0029]如圖1、圖2所示，飛行器模型13包括機翼1、無刷電機2、無刷電調(diào)3、機身4、飛行控制系統(tǒng)5、飛行控制系統(tǒng)耐高溫隔熱罩6、飛行控制板安裝棱柱7、云臺支架8、機載攝像頭固定柱9、機載攝像頭/機載紅外線人體傳感器10、勘測系統(tǒng)耐高溫隔熱罩11、電池12。機翼1、機身4、云臺支架8由TUFROC韌化單片纖維增強抗氧化復(fù)合材料，耐高溫、抗氧化，其中含有韌化耐高溫表面ROCCI (高熔點抗氧化陶瓷碳絕緣材料)碳質(zhì)覆層和低熱傳導(dǎo)率纖維基層；無刷電機2采用冷卻的陶瓷基復(fù)合材料(CMC)技術(shù)，陶瓷基復(fù)合材料質(zhì)量輕且耐高溫;飛行控制系統(tǒng)耐高溫隔熱罩6和勘測系統(tǒng)耐高溫隔熱罩11采用celsian(涂有鍶的硅酸鋁鋇，SBAS)基體/ cel-sian纖維陶瓷復(fù)合材料，該材料透明、耐高溫、并能進行無線電頻率的電子透波，可以和主控制器進行無線電的傳輸;無刷電調(diào)3和裸露在外的導(dǎo)線先刷耐熱樹脂層再刷高熔點抗氧化陶瓷碳絕緣材料的耐高溫抗火涂層;飛行控制板安裝棱柱7和機載攝像頭固定柱9可采用普通塑料材質(zhì)。
[0030]如圖1、圖2所示，四旋翼飛行器機身4下安裝云臺支架8組成整體機架支撐，機身4上方在四個旋翼的終點上安裝有四個無刷電機2，無刷電機2上安裝有機翼I，在四個旋翼臂上固定四個無刷電調(diào)3，無刷電調(diào)3—端連接無刷電機2，一端連接電池12，四個無刷電調(diào)3的信號線連接飛行控制系統(tǒng)5，因為無刷電調(diào)3有將高電平轉(zhuǎn)化為低電平的功能，所以，四個無刷電調(diào)3中的一個要引出一根電源轉(zhuǎn)換線連接飛行控制系統(tǒng)5給其供電。電池12固定在機身4上方中心，飛行控制系統(tǒng)5(具體的組成見下方)通過飛行控制板安裝棱柱7固定在電池12的上方。飛行控制系統(tǒng)5、飛行控制板安裝棱柱7、電池12—起被保護在飛行控制系統(tǒng)耐高溫隔熱罩6內(nèi)防止火災(zāi)現(xiàn)場的高溫對飛行控制系統(tǒng)5和電池12產(chǎn)生影響。機身4下方通過機載攝像頭固定柱9搭載機載攝像頭/機載紅外線人體傳感器10，外罩勘測系統(tǒng)耐高溫隔熱罩11，防止高溫對1產(chǎn)生影響。
[0031]圖3為無人飛行器各系統(tǒng)關(guān)系框圖，包括機身、機翼、無刷電機、電子調(diào)速器等在內(nèi)的飛行器模型13，勘測系統(tǒng)14，飛行控制系統(tǒng)15和通信系統(tǒng)16，飛行器模型13的搭建已在圖
1、圖2的【具體實施方式】中說明。飛行器模型13上搭建勘測系統(tǒng)14，飛行控制系統(tǒng)15控制飛行器模型13的飛行姿態(tài)和飛行方向，通信系統(tǒng)16包括主控制器17和各飛行器之間的火災(zāi)災(zāi)情信息交流和命令傳達，各系統(tǒng)的組成及功能介紹如下:
[0032]如圖3所示，包括機身、機翼、無刷電機、電子調(diào)速器等在內(nèi)的飛行器模型13是系統(tǒng)的基礎(chǔ)和載體，飛行器的安裝要嚴格按照圖1、圖2的安裝順序安裝，為了保持最佳的飛行效果O
[0033]如圖3所示，勘測系統(tǒng)14包括高清攝像頭14a、紅外線人體傳感器14b兩部分。高清攝像頭14a可以達到數(shù)臺普通攝像機的監(jiān)控效果，通過對控制亮度及細節(jié)調(diào)整，實現(xiàn)水平清晰度的最高指數(shù)，同時可以非常有效地縮減系統(tǒng)規(guī)模，避免繁復(fù)的視頻圖像、控制和供電傳輸線路，從而減少總體建設(shè)成本。拍攝的照片高質(zhì)量、高清晰，飛行器搭載高清攝像頭14a，這樣在飛行器飛行的時候就可以多角度、全方位的拍攝火災(zāi)現(xiàn)場的狀況;紅外線人體傳感器14b是專門用于人體探測的傳感器，攜帶紅外線人體傳感器14b的飛行器在檢測到被困人員時，會發(fā)射一個高電平信號到主控制器17，當主控制器17檢測到高電平信號時，會報警提醒消防人員被困人員的位置。
[0034]如圖3所示，飛行控制系統(tǒng)15由微控制器模塊15a、姿態(tài)測量模塊、無線通訊模塊15f、電機驅(qū)動模塊組成。微控制器模塊15a由時鐘頻率為50MHZ或50MHZ以上的單片機組成；姿態(tài)測量模塊由加速度傳感器(三軸加速度計)15b、角速度傳感器(三軸陀螺儀)15c、數(shù)字氣壓傳感器組成，加速度傳感器(三軸加速度計)15b、角速度傳感器(三軸陀螺儀)15c，負責飛行器的姿態(tài)實時檢測，保證飛行器的平穩(wěn)可靠飛行，數(shù)字氣壓傳感器通過實時檢測飛行器氣壓的變化，控制飛行器的飛行高度，實現(xiàn)飛行器的定高飛行;無線通訊模塊15f可以用nRF24L01無線模塊器件，可以滿足接收和發(fā)射信號的需要，其發(fā)射電路可以通過LC振蕩電路構(gòu)成；電源模塊15d和電機驅(qū)動15e可以控制飛行器電池為無刷電調(diào)和電機供電;GPS模塊/激光傳感器和聲納傳感器15g主要用于測定飛行器的具體方位，為主控制器規(guī)劃飛行器的飛行路線做準備。
[0035]如圖3所不，未知建筑自主飛行輔助模塊18，包括激光傳感器18a和聲納傳感器18b，此模塊可代替?zhèn)鹘y(tǒng)GPS的慣性導(dǎo)航方法，結(jié)合數(shù)字圖像處理方法和激光測距特性，采取激光輔助慣性導(dǎo)航的方法進一步的提高定位的精度。當飛行器在未知建筑物中飛行時，若出現(xiàn)GPS失靈的情況，此時沒有建筑物圖紙，可采取未知建筑自主飛行輔助模塊18，未知建筑自主飛行輔助模塊18連接飛行控制系統(tǒng)15的微控制器模塊15a，未知建筑自主飛行輔助模塊18將采集到的飛行器和障礙物之間的距離發(fā)送給微控制器模塊15a，經(jīng)過通信系統(tǒng)16反饋給主控制器17，主控制器17根據(jù)算法規(guī)劃飛行路線，通過通信系統(tǒng)16發(fā)送到飛行控制系統(tǒng)15來改變飛行的方向或高度。
[0036]如圖3所示，通信系統(tǒng)16根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場的實際情況，飛行器的協(xié)同工作采用協(xié)同工作模式中的本地同步模式，即使得處于同一區(qū)域的合作者在同一時間進行同一任務(wù)的協(xié)作。多臺飛行器在同一區(qū)域同一時間受同一主控制器控制飛行。主控制器17與飛行控制器15的通訊方式采用集中式應(yīng)用共享方式，集中式應(yīng)用共享方式如圖4所示，各飛行器之間的相互通信通過主控制器17完成，所以對主控制器17的處理速度有較高的要求。
[0037]當建筑物為有具體的結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)較為簡單時，飛行器的位置定位模塊采用GPS模塊。主控制器17通過無線電向飛行控制系統(tǒng)15發(fā)送信號，微控制器模塊15a解鎖，電源模塊15d啟動，傳感器測量單元(加速度傳感器(三軸加速度計)15b、角速度傳感器(三軸陀螺儀)15c、數(shù)字氣壓傳感器)啟動，測量飛行器的位姿數(shù)據(jù)。在傳遞給微控制器模塊15a進行數(shù)據(jù)處理與分析后，解算此時飛行器的姿態(tài)。GPS模塊獲得飛行器的地理位置信息。飛行控制系統(tǒng)15將飛行姿態(tài)和地理位置信息反饋給主控制器17，主控制器17根據(jù)巡航要求確定路線，根據(jù)飛行器的地理位置信息確定飛行器飛行方向。之后，主控制器17向飛行控制系統(tǒng)15發(fā)送信號，15根據(jù)P I D控制算法進行姿態(tài)角的閉環(huán)控制，解算出無刷電機2應(yīng)有的轉(zhuǎn)速，電機驅(qū)動15e啟動，電源模塊15d解鎖電池12，電池12向無刷電機2供電，電機2按解鎖出的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，飛行器起飛。調(diào)整飛行速度改變飛行姿態(tài)時，電機驅(qū)動15e驅(qū)動無刷電調(diào)3，改變四個電機2的轉(zhuǎn)速，從而改變飛行姿態(tài)。
[0038]當建筑物為未知建筑物時，利用激光傳感器18a和聲納傳感器18b代替?zhèn)鹘y(tǒng)GPS的慣性導(dǎo)航方法，激光傳感器18a內(nèi)部包含一個旋轉(zhuǎn)的紅外激光反射鏡，可以將光波發(fā)射在以傳感器為中心的圓域內(nèi)，反射回來的激光被傳感器檢測到，并使用三角測距法計算長度。最終，傳感器按照固定時間間隔，返回根據(jù)角度區(qū)別的一系列距離測量值。當然，如果火災(zāi)發(fā)生的室內(nèi)空間的室內(nèi)高度不超過5m，所以也可以選用精度更高的聲納測距儀，測量飛行器的高度信息。結(jié)合數(shù)字圖像處理方法和激光測距特性，采取激光輔助慣性導(dǎo)航的方法可以進一步的提尚定位的精度。
[0039]主控制器17通過無線電向飛行控制系統(tǒng)15發(fā)送信號，微控制器模塊15a解鎖，電源模塊15d啟動，傳感器測量單元(加速度傳感器(三軸加速度計)15b、角速度傳感器(三軸陀螺儀)15c、數(shù)字氣壓傳感器)啟動，測量飛行器的位姿數(shù)據(jù)。在傳遞給微控制器模塊15a進行數(shù)據(jù)處理與分析后，解算此時飛行器的姿態(tài)。激光傳感器和聲納傳感器可以測量飛行器和四周的障礙物的具體距離，將數(shù)據(jù)反饋給主控制器17，主控制器規(guī)劃飛行路徑。之后，主控制器17向飛行控制系統(tǒng)15發(fā)送信號，15根據(jù)P I D控制算法進行姿態(tài)角的閉環(huán)控制，解算出無刷電機2應(yīng)有的轉(zhuǎn)速，電機驅(qū)動15e啟動，電源模塊15d解鎖電池12，電池12向無刷電機2供電，電機2按解鎖出的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，飛行器起飛。調(diào)整飛行速度改變飛行姿態(tài)時，電機驅(qū)動15e驅(qū)動無刷電調(diào)3，改變四個電機2的轉(zhuǎn)速，從而改變飛行姿態(tài)。
[0040]由于飛行器只攜帶攝像頭14a或紅外線人體傳感器14b中的一種，所以采取每一架攜帶攝像頭的飛行器搭配一臺攜帶紅外線人體傳感器的飛行器協(xié)同飛行的方式，協(xié)同方式為本地同步方式，主控制器17采取集中式應(yīng)用共享方式(如圖4)來控制飛行器，飛行器勘測系統(tǒng)14采集到的數(shù)據(jù)通過無線電的方式來傳輸給主控制器17。這樣，消防人員就可以通過飛行器了解到火災(zāi)現(xiàn)場的狀況和被困人員的信息。
[0041]這樣，不論火災(zāi)發(fā)生在結(jié)構(gòu)簡單，有建筑結(jié)構(gòu)圖還是發(fā)生在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的未知建筑中，通過改變飛行器攜帶的模塊和主控制器17的程序，系統(tǒng)都可以工作。
[0042]上述為一種應(yīng)用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫無人飛行器系統(tǒng)的具體實施實例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.用于火災(zāi)現(xiàn)場情況勘測的耐高溫自主無人飛行器系統(tǒng)，其特征在于:包括外置主控制器(17)和飛行器模型(13); 所述飛行器模型(13)，包括機身(4)和云臺支架(8)，所述機身(4)上設(shè)置有呈十字分布的四個機翼(I)，每個機翼(I)與無刷電機(2)相連，繼而無刷電機(2)通過無刷電調(diào)(3)與機身(4)相連;機身(4)上方設(shè)置有飛行控制板(5)和飛行控制板安裝棱柱(7)，飛行控制板(5)下方設(shè)置有電池(12)，飛行控制板(5)外側(cè)設(shè)置有耐高溫隔熱罩(6);機身(4)下方設(shè)置有執(zhí)行部件(10)和執(zhí)行部件固定柱(9)，執(zhí)行部件(10)外部設(shè)置有耐高溫隔熱罩(11); 所述飛行控制板(5)上設(shè)置有飛行控制模塊(15)，飛行控制模塊(15)用于控制飛行器模型(13)的飛行姿態(tài)和飛行方向。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:多臺飛行器模型(13)在同一區(qū)域同一時間受同一主控制器(17)控制飛行。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行部件(10)為高清攝像頭(14a)或紅外線人體傳感器(14b)。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述飛行控制模塊(15)由微控制器模塊(15a)、姿態(tài)測量模塊、電源模塊(15d)、電機驅(qū)動模塊(I5e)、無線通訊模塊(I5f)、GPS模塊(15g)組成;微控制器模塊(15a)為時鐘頻率為50MHZ以上的單片機，其他電子器件以微控制器模塊(15a)為中心，連接到微控制器模塊(15a)，與微控制器模塊(15a)建立通信;姿態(tài)測量模塊由加速度傳感器(15b)、角速度傳感器(15c)、數(shù)字氣壓傳感器組成；電源模塊(15d)和電機驅(qū)動模塊(15e)共同用于控制飛行器電池為無刷電調(diào)和電機供電，電源模塊(15d)內(nèi)含降壓電路，將電池電源轉(zhuǎn)化為5v直流電為微控制器模塊供電；無線通訊模塊(15f)為nRF24L01無線模塊器件，其發(fā)射電路通過LC振蕩電路構(gòu)成，用于發(fā)射和接收無線電來實現(xiàn)主控制器(17)和飛行器模型(13)的通信;GPS模塊(15g)用于測定飛行器的具體方位。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于:電源模塊(15d)同時連接微控制器模塊(15a)和電池(12)，用于解鎖電池(12)。6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于:電機驅(qū)動模塊(15e)用于解鎖無刷電機(2)。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:耐高溫隔熱罩(6、11)為celsian基體或cel-sian纖維陶瓷復(fù)合材料制成。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述飛行控制模塊(15)由微控制器模塊(15a)、姿態(tài)測量模塊、電源模塊(15d)、電機驅(qū)動模塊(15e)、無線通訊模塊(15f)、未知建筑自主飛行輔助模塊(18)組成;所述未知建筑自主飛行輔助模塊(18)，包括激光傳感器(18a)和聲納傳感器(18b)。
【文檔編號】G05D1/10GK205525021SQ201620290377
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】李嘉思, 楊錚
【申請人】武漢大學(xué)