一种用于无人机挂载的航测激光测距装置的制作方法

1.本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种用于无人机挂载的航测激光测距装置。


背景技术：

2.无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器，广泛应用于军事、科研和生活领域，可以在火灾、地震等灾害现场替代地面交通工具，到达环境恶劣的场所查看情况进行救援，也可以在气象、航天方面进行数据采集和勘探，也可用在核辐射探测、航空摄影、航空探矿、交通巡逻、治安监控等方面。现有的无人机有拍摄功能，但是只能通过视频查看，无法有眼判断视频内物体的近远。还有一种直接通过举例探测装置进行那个探测物体的距离，但是控制者无法根据需要的物体进行测距。因此需要设计一种用于无人机挂载的航测激光测距装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，解决现有无人机测距装置无法直观测距的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，包括无人机本体，无人机本体上设置有摄像头、激光检测头、激光检测头调转电机、摄像头转动电机、测距控制装置和远程控制端，摄像头转动电机设置在无人机本体的底部，摄像头设置在摄像头转动电机的底部，激光检测头调转电机设置在摄像头的侧边，且激光检测头调转电机随着摄像头转动，激光检测头设置在激光检测头调转电机上，测距控制装置设置在无人机本体上，测距控制装置分别与摄像头、激光检测头、激光检测头调转电机和摄像头转动电机连接，远程控制端与测距控制装置无线连接。
6.进一步地，测距控制装置包括视频传输模块、数据处理单元、指定点跟踪控制模块和无人机无线收发模块，数据处理单元经无人机无线收发模块与远程控制端连接，数据处理单元经视频传输模块与摄像头连接，数据处理单元经指定点跟踪控制模块与激光检测头调转电机连接。
7.进一步地，远程控制端包括控制端无线收发模块、控制端控制器模块、单点选择模块、显示模块和区域选择模块，控制端控制器模块经控制端无线收发模块与无人机无线收发模块连接，显示模块与控制端控制器模块连接，单点选择模块和区域选择模块均与显示模块连接。
8.进一步地，摄像头采集的视频数据实时通过无人机无线收发模块传给远程控制端的显示模块进行显示，其中视频数据界面实用坐标轴进行标识，激光检测头检测的位置为视频界面的位置，对整个视频界面的物体进行举例测量。
9.进一步地，单点选择模块用于供用户在显示模块中的视频数据中任意选择一点，
视频中出现红点，然后将该点的坐标经控制端无线收发模块实时传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头进行单点测距模式，同时数据处理单元控制激光检测头调转电机转动搭载激光检测头实时对视频内的红点进行跟踪，同时激光检测头将该点对应的视频内物体的距离传给远程控制端进行显示。
10.进一步地，激光检测头在跟踪视频中的红点的具体过程为：将显示模块的显示界面使用二维坐标轴标注，显示模块上出现红点后，控制端控制器模块直接读取红点的坐标，然后传给数据处理单元，当红点移动后，控制端控制器模块实时把变化的坐标传给数据处理单元，然后数据处理单元实时控制激光检测头跟踪红点，并将红点的对应物体的距离进行反馈给显示模块。
11.进一步地，区域选择模块用于供用户对视频内的一个区域的物体距离进行测量，当用户选择区域选择模块时，则显示模块上出现一个红框，同时控制端控制器模块实时读取红框边框的所有坐标，并将坐标数据传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头对红框内的物体进行扫描测距，然后把测的所有距离数据与坐标数据构建映射关系，然后把映射数据传给控制端控制器模块，建立三维坐标立体模型，红框的坐标作为立体坐标的x轴和y轴的坐标，距离作为z轴的坐标，然后将映射关系对应放到三维坐标上，并进行渲染，得到三维立体模型，然后显示在红框内供用户查看。
12.进一步地，激光检测头调转电机为三维调节电机结构，包括三个电机进行调节，实现检测点的跟踪，在检测前，先进行把激光检测头检测点对应显示模块的左下角位置，然后在调试时，根据检测点移动的距离，调节出每个方向调节电机锁需要转动的角度，然后得到比列数据后期跟踪过程中根据坐标轴的变化数据和比列数据可以实现跟踪。
13.本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
14.本发明可实现直观化测距，根据需要测量的点或者测量的区域进行快速的测量，同时实现了视觉物体测距，测量精度更加高，测量速度更快，同时根据视频越激光测距相结合，可以把用户的需求点对点的视线，避免了对不需要的地方进行测量，比如需要对一棵树测量时，可以选择树进行测量，避免了测量整体的数据会比较慢，效率低，同时无法筛选出用户需求，同时测量点可以实现三维模型的直接输出，值得在测绘和单点测量领域推广。
附图说明
15.图1是本发明测距装置装在在无人机上的结构示意图；
16.图2是本发明测距装置电路框图。
17.附图中，1-无人机本体，2-摄像头，3-激光检测头，4-激光检测头调转电机，5-摄像头转动电机。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
19.如图1-2所示，一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，包括无人机本体1，无人
机本体1上设置有摄像头2、激光检测头3、激光检测头调转电机4、摄像头转动电机5、测距控制装置和远程控制端，摄像头转动电机5设置在无人机本体1的底部，摄像头2设置在摄像头转动电机5的底部，激光检测头调转电机4设置在摄像头2的侧边，且激光检测头调转电机4随着摄像头2转动，激光检测头3设置在激光检测头调转电机4上，测距控制装置设置在无人机本体1上，测距控制装置分别与摄像头2、激光检测头3、激光检测头调转电机4和摄像头转动电机5连接，远程控制端与测距控制装置无线连接。无人机本体1为现有的无人机本体，只是在原来的无人机的控制器中接入一个接口进行获取无线传来的数据，和通过无线传出数据，实现节省成本，直接实用现有的无线设备。摄像头转动电机5根据需要进行转动对不同的物体进行那个视频拍摄。
20.本发明实施中，测距控制装置包括视频传输模块、数据处理单元、指定点跟踪控制模块和无人机无线收发模块，数据处理单元经无人机无线收发模块与远程控制端连接，数据处理单元经视频传输模块与摄像头2连接，数据处理单元经指定点跟踪控制模块与激光检测头调转电机4连接。
21.本发明实施中，远程控制端包括控制端无线收发模块、控制端控制器模块、单点选择模块、显示模块和区域选择模块，控制端控制器模块经控制端无线收发模块与无人机无线收发模块连接，显示模块与控制端控制器模块连接，单点选择模块和区域选择模块均与显示模块连接。显示模块为一个电容屏显示屏，用于显示视频数据，同时在远程控制端安装了单点选择模块和区域选择模块两个模块，主要是通过软件的安装来进行实现，将软件嵌入原来的远程控制端内，就是增加了两个操作界面。
22.本发明实施中，摄像头2采集的视频数据实时通过无人机无线收发模块传给远程控制端的显示模块进行显示，其中视频数据界面实用坐标轴进行标识，激光检测头3检测的位置为视频界面的位置，对整个视频界面的物体进行举例测量。
23.本发明实施中，单点选择模块用于供用户在显示模块中的视频数据中任意选择一点，视频中出现红点，然后将该点的坐标经控制端无线收发模块实时传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头3进行单点测距模式，同时数据处理单元控制激光检测头调转电机4转动搭载激光检测头3实时对视频内的红点进行跟踪，同时激光检测头3将该点对应的视频内物体的距离传给远程控制端进行显示。
24.本发明实施中，激光检测头3在跟踪视频中的红点的具体过程为：将显示模块的显示界面使用二维坐标轴标注，显示模块上出现红点后，控制端控制器模块直接读取红点的坐标，然后传给数据处理单元，当红点移动后，控制端控制器模块实时把变化的坐标传给数据处理单元，然后数据处理单元实时控制激光检测头3跟踪红点，并将红点的对应物体的距离进行反馈给显示模块。可实现直观化测距，根据需要测量的点或者测量的区域进行快速的测量，同时实现了视觉物体测距，测量精度更加高，测量速度更快，同时根据视频越激光测距相结合，可以把用户的需求点对点的视线，避免了对不需要的地方进行测量。
25.本发明实施中，区域选择模块用于供用户对视频内的一个区域的物体距离进行测量，当用户选择区域选择模块时，则显示模块上出现一个红框，同时控制端控制器模块实时读取红框边框的所有坐标，并将坐标数据传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头3对红框内的物体进行扫描测距，然后把测的所有距离数据与坐标数据构建映射关系，然后把映射数据传给控制端控制器模块，建立三维坐标立体模型，红框的坐标作为立体坐标
的x轴和y轴的坐标，距离作为z轴的坐标，然后将映射关系对应放到三维坐标上，并进行渲染，得到三维立体模型，然后显示在红框内供用户查看。
26.本发明实施例中，激光检测头调转电机4为三维调节电机结构，包括三个电机进行调节，实现检测点的跟踪，在检测前，先进行把激光检测头3检测点对应显示模块的左下角位置，然后在调试时，根据检测点移动的距离，调节出每个方向调节电机锁需要转动的角度，然后得到比列数据后期跟踪过程中根据坐标轴的变化数据和比列数据可以实现跟踪。
27.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，包括无人机本体(1)，其特征在于：无人机本体(1)上设置有摄像头(2)、激光检测头(3)、激光检测头调转电机(4)、摄像头转动电机(5)、测距控制装置和远程控制端，摄像头转动电机(5)设置在无人机本体(1)的底部，摄像头(2)设置在摄像头转动电机(5)的底部，激光检测头调转电机(4)设置在摄像头(2)的侧边，且激光检测头调转电机(4)随着摄像头(2)转动，激光检测头(3)设置在激光检测头调转电机(4)上，测距控制装置设置在无人机本体(1)上，测距控制装置分别与摄像头(2)、激光检测头(3)、激光检测头调转电机(4)和摄像头转动电机(5)连接，远程控制端与测距控制装置无线连接。2.根据权利要求1所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：测距控制装置包括视频传输模块、数据处理单元、指定点跟踪控制模块和无人机无线收发模块，数据处理单元经无人机无线收发模块与远程控制端连接，数据处理单元经视频传输模块与摄像头(2)连接，数据处理单元经指定点跟踪控制模块与激光检测头调转电机(4)连接。3.根据权利要求2所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：远程控制端包括控制端无线收发模块、控制端控制器模块、单点选择模块、显示模块和区域选择模块，控制端控制器模块经控制端无线收发模块与无人机无线收发模块连接，显示模块与控制端控制器模块连接，单点选择模块和区域选择模块均与显示模块连接。4.根据权利要求3所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：摄像头(2)采集的视频数据实时通过无人机无线收发模块传给远程控制端的显示模块进行显示，其中视频数据界面实用坐标轴进行标识，激光检测头(3)检测的位置为视频界面的位置，对整个视频界面的物体进行举例测量。5.根据权利要求4所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：单点选择模块用于供用户在显示模块中的视频数据中任意选择一点，视频中出现红点，然后将该点的坐标经控制端无线收发模块实时传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头(3)进行单点测距模式，同时数据处理单元控制激光检测头调转电机(4)转动搭载激光检测头(3)实时对视频内的红点进行跟踪，同时激光检测头(3)将该点对应的视频内物体的距离传给远程控制端进行显示。6.根据权利要求5所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：激光检测头(3)在跟踪视频中的红点的具体过程为：将显示模块的显示界面使用二维坐标轴标注，显示模块上出现红点后，控制端控制器模块直接读取红点的坐标，然后传给数据处理单元，当红点移动后，控制端控制器模块实时把变化的坐标传给数据处理单元，然后数据处理单元实时控制激光检测头(3)跟踪红点，并将红点的对应物体的距离进行反馈给显示模块。7.根据权利要求6所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：区域选择模块用于供用户对视频内的一个区域的物体距离进行测量，当用户选择区域选择模块时，则显示模块上出现一个红框，同时控制端控制器模块实时读取红框边框的所有坐标，并将坐标数据传给数据处理单元，数据处理单元控制激光检测头(3)对红框内的物体进行扫描测距，然后把测的所有距离数据与坐标数据构建映射关系，然后把映射数据传给控制端控制器模块，建立三维坐标立体模型，红框的坐标作为立体坐标的x轴和y轴的坐标，距离作为z轴的坐标，然后将映射关系对应放到三维坐标上，并进行渲染，得到三维立体模型，然后显示在红框内供用户查看。
8.根据权利要求6所述的一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，其特征在于：激光检测头调转电机(4)为三维调节电机结构，包括三个电机进行调节，实现检测点的跟踪，在检测前，先进行把激光检测头(3)检测点对应显示模块的左下角位置，然后在调试时，根据检测点移动的距离，调节出每个方向调节电机锁需要转动的角度，然后得到比列数据后期跟踪过程中根据坐标轴的变化数据和比列数据可以实现跟踪。

技术总结
本发明提供一种用于无人机挂载的航测激光测距装置，属于激光测距技术领域，包括无人机本体，无人机本体上设置有摄像头、激光检测头、激光检测头调转电机、摄像头转动电机、测距控制装置和远程控制端。本发明可实现直观化测距，根据需要测量的点或者测量的区域进行快速的测量，同时实现了视觉物体测距，测量精度更加高，测量速度更快，同时根据视频越激光测距相结合，可以把用户的需求点对点的视线，避免了对不需要的地方进行测量，比如需要对一棵树测量时，可以选择树进行测量，避免了测量整体的数据会比较慢，效率低，同时无法筛选出用户需求，同时测量点可以实现三维模型的直接输出，值得在测绘和单点测量领域推广。值得在测绘和单点测量领域推广。值得在测绘和单点测量领域推广。


技术研发人员：黄华娟 蓝冕 韦冬明 韦选万 雷鹏 蒋茂芳
受保护的技术使用者：黄华娟
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/6/12