CN106125751A - 一种巡查飞行器安全控制*** - Google Patents

一种巡查飞行器安全控制*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种巡查飞行器安全控制***,包括地面控制装置、紧急气囊装置、飞行器,以及用于控制所述飞行器的主控芯片与从控芯片,所述飞行器上设有分别与所述主控芯片电连接的图像采集单元、飞行控制单元、无线收发装置、存储器,所述地面控制装置包括无线收发模块、飞行器遥控模块、飞行路线模块;所述飞行器上还设有分别与所述从控芯片输入端电连接的速度传感器、GPS定位装置、六轴惯性传感器、超声波传感器,所述从控芯片输出端电连有旋翼控制装置、减速保护装置、气体发生装置,飞行器可根据制定的飞行路线自动按路线巡查,同时一旦发生故障,飞行器自动减速,气囊可及时弹出,安全可靠。

Description

一种巡查飞行器安全控制***
技术领域
本发明属于飞行器安全控制领域,尤其涉及一种巡查飞行器安全控制***。
背景技术
巡查方式可分为人工巡查、有人直升机巡查以及飞行器巡查,尽管人工巡查是最常用的巡查方式,但一直存在着效率较慢、受气候地理环境制约等不足,机巡方式正被广泛研究与应用,尤其飞行器巡查的高效特性,具有越来越大的应用价值。目前针对空中飞行器巡查的任务基本都是由地面人员远程手动遥控,无法做到自动运行,效率较低、难以应用于实时监视***,同时飞行器在飞行中的安全状况也无法监测,一旦发生故障,必然会导致飞行器其自身的损坏以及上面装载的设备的损坏,因而会造成经济损失,同时飞行器从高空坠落后,也有可能会对地面的人员以及其他设备造成损害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种巡查飞行器安全控制***,飞行器可根据制定的飞行路线自动按路线巡查,同时一旦发生故障,飞行器自动减速,气囊可及时弹出,安全可靠。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种巡查飞行器安全控制***,包括地面控制装置、紧急气囊装置、飞行器,以及用于控制所述飞行器的主控芯片与从控芯片,所述主控芯片与从控芯片双向连接,所述从控芯片将收集的数据信号传送至主控芯片,所述主控芯片对数据信号进行处理后将控制指令反馈给从控芯片;
所述飞行器上设有分别与所述主控芯片电连接的图像采集单元、飞行控制单元、无线收发装置、存储器,所述图像采集单元包括高清可见光全景摄像头、红外摄像仪,所述飞行控制单元根据巡查飞行路线控制所述飞行器的飞行路线,所述主控芯片可通过所述无线收发装置与地面控制装置传递信息,所述主控芯片通过加密模块将数据传送至存储器,所述存储器用于存储本地数据;
所述地面控制装置包括无线收发模块、飞行器遥控模块、飞行路线模块;
所述飞行器上还设有分别与所述从控芯片输入端电连接的速度传感器、GPS定位装置、六轴惯性传感器、超声波传感器;
所述从控芯片输出端电连有旋翼控制装置、减速保护装置、气体发生装置,所述旋翼控制装置包括调速器,通过所述调速器可实现对各个旋翼上的电机进行转速控制,所述减速保护装置包括减速器,通过所述减速器可实现对所述电机进行减速控制。
进一步的,所述紧急气囊装置分别固定于所述飞行器顶端与底端,包括气囊室和气囊充气室,所述气囊室内设有气囊,所述气囊充气室内设有气体发生装置与出气口,所述气囊的充气口通过固定装置固定在出气口上。
进一步的,所述气囊充气室为密闭结构,所述气体发生装置采用压缩气体式或点火式相结合的混合型气体发生器,所述固定装置为扣环状结构,用于将所述气囊与出气口固定连接。
进一步的,所述飞行器还设有太阳能电池,所述太阳能电池将太阳光能转化成电能,为所述飞行器供电。
进一步的,所述主控芯片型号为ATMEGA2560单片机,所述从控芯片型号为ATMEGA32U2单片机,所述速度传感器型号为XSA-V11801,所述超声波传感器型号为LV-MaxSonar-EZ1声波传感器。
本发明的优点和积极效果是:飞行器可根据制定的飞行路线自动按路线巡查,采用两个控制芯片,主控芯片负责飞行器的巡查任务,从控芯片负责飞行器的安全任务,全景高清可见光摄像头以及红外摄像仪可清晰记录图像,存储器采用加密存储,可防止信息泄露,同时一旦发生故障,飞行器自动减速,气囊可及时弹出,安全可靠。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本发明范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。
图1是本发明模块示意图;
图2是紧急气囊装置结构示意图。
图中:1.地面控制装置、2.飞行器、3.主控芯片、4.图像采集单元、5.飞行控制单元、6.无线收发装置、7.存储器、8.无线收发模块、9.飞行器遥控模块、10.飞行路线模块、11.速度传感器、12.GPS定位装置、13.六轴惯性传感器、14.超声波传感器、15.旋翼控制装置、16.减速保护装置、17.气体发生装置、18.电机、19.气囊室、20.气囊充气室、21.太阳能电池、31.从控芯片、41.高清可见光全景摄像头、42.红外摄像仪、71.加密模块、151.调速器、161.减速器、191.气囊、192.固定装置、201出气口。
具体实施方式
首先,需要说明的是,以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等,然而所有的描述仅是用来进行说明的,而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外,在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征,或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征,仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减,从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外,为了简化图面起见,相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
将理解,当据称将部件“连接”到另一个部件时,它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反,当据称将部件“直接连接”到另一个部件时,则表示不存在中间部件。
图1是本发明模块示意图,图2是紧急气囊装置结构示意图,下面就结合图1和图2来具体说明本发明。
如图1-2所示,一种巡查飞行器安全控制***,包括地面控制装置1、紧急气囊装置、飞行器2,以及用于控制所述飞行器2的主控芯片3与从控芯片31;
所述主控芯片3与从控芯片31双向连接,所述从控芯片31将收集的数据信号传送至主控芯片3,所述主控芯片3对数据信号进行处理后将控制指令反馈给从控芯片31,所述主控芯片3负责所述飞行器2的巡查任务,所述从控芯片31负责所述飞行器2的安全任务;
所述飞行器2上设有分别与所述主控芯片3电连接的图像采集单元4、飞行控制单元5、无线收发装置6、存储器7,所述图像采集单元4包括高清可见光全景摄像头41、红外摄像仪42,用于采集巡查区域的全景影像画面,所述飞行控制单元5根据巡查飞行路线控制所述飞行器2的飞行路线,所述主控芯片3可通过所述无线收发装置6与地面控制装置1传递信息,所述主控芯片3通过加密模块71将数据传送至存储器7,所述存储器7用于存储本地数据;
所述地面控制装置1包括无线收发模块8、飞行器遥控模块9、飞行路线模块10,所述飞行路线模块10用于设定所述飞行器2的巡查飞行路线;
所述飞行器2上还设有分别与所述从控芯片31输入端电连接的速度传感器11、GPS定位装置12、六轴惯性传感器13、超声波传感器14;
所述从控芯片31输出端电连有旋翼控制装置15、减速保护装置16、气体发生装置17,所述旋翼控制装置15包括调速器151,通过所述调速器151可实现对各个旋翼上的电机18进行转速控制,从而控制所述飞行器2的运行状态,所述减速保护装置16包括减速器161,通过所述减速器161可实现对所述电机18进行减速控制,所述气体发生装置17用于控制气囊191的外放。
进一步的,所述紧急气囊装置分别固定于所述飞行器2顶端与底端,包括气囊室19和气囊充气室20,所述气囊室19内设有气囊191,所述气囊充气室20内设有气体发生装置17与出气口201,所述气囊191的充气口通过固定装置192固定在所述出气口201上。
进一步的,所述气囊充气室20为密闭结构,所述气体发生装置17采用压缩气体式或点火式相结合的混合型气体发生器,所述固定装置192为扣环状结构,用于将所述气囊191与出气口201固定连接。
进一步的,所述飞行器2还设有太阳能电池21,所述太阳能电池将太阳光能转化成电能,为所述飞行器2供电。
进一步的,所述主控芯片3型号为ATMEGA2560单片机,所述从控芯片31型号为ATMEGA32U2单片机,所述速度传感器11型号为XSA-V11801,所述超声波传感器14型号为LV-MaxSonar-EZ1声波传感器。
实际工作中,从控芯片31负责飞行器2的安全任务,通过速度传感器11、六轴惯性传感器13、超声波传感器14实时监测飞行器2的飞行状态,主控芯片3负责飞行器2的巡查任务,接收地面控制装置1发来的信号,飞行控制单元5可根据巡查飞行路线控制飞行器2的飞行路线,高清可见光全景摄像头41、红外摄像仪42记录巡查过程中的影像信息,并通过加密模块71存入存储器7中,保障信息的保密性,超声波传感器14可监测障碍物情况,并将监测到的信息数据传送至从控芯片31,从控芯片31将收集的数据信号传送至主控芯片3,主控芯片3对数据信号进行处理后将控制指令反馈给从控芯片31,从控芯片31调节旋翼控制装置15,旋翼控制装置15通过控制调速器151调节各个旋翼上电机18的转速,从而调节飞行器2的姿态,智能躲避障碍物,六轴惯性传感器13、速度传感器11可智能判断飞行器2是不是处于坠落状态,当飞行器2发生坠落时,六轴惯性传感器13、速度传感器11将信息数据传送至从控芯片31,从控芯片31将收集的数据信号传送至主控芯片3,主控芯片3对数据信号进行处理后将控制指令反馈给从控芯片31,从控芯片31控制启动减速保护装置16从而控制各个旋翼上的电机18减速,可起到保护旋翼的作用,同时控制气体发生装置17开启,气囊191充气弹开,对飞行器2起到保护作用,同时可通过GPS定位装置12找到飞行器2降落的具***置。
以上实施例对本发明进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种巡查飞行器安全控制***,包括地面控制装置、紧急气囊装置、飞行器,以及用于控制所述飞行器的主控芯片与从控芯片,其特征在于:
所述主控芯片与从控芯片双向连接,所述从控芯片将收集的数据信号传送至主控芯片,所述主控芯片对数据信号进行处理后将控制指令反馈给从控芯片;
所述飞行器上设有分别与所述主控芯片电连接的图像采集单元、飞行控制单元、无线收发装置、存储器,所述图像采集单元包括高清可见光全景摄像头、红外摄像仪,所述飞行控制单元根据巡查飞行路线控制所述飞行器的飞行路线,所述主控芯片可通过所述无线收发装置与地面控制装置传递信息,所述主控芯片通过加密模块将数据传送至存储器,所述存储器用于存储本地数据;
所述地面控制装置包括无线收发模块、飞行器遥控模块、飞行路线模块;
所述飞行器上还设有分别与所述从控芯片输入端电连接的速度传感器、GPS定位装置、六轴惯性传感器、超声波传感器;
所述从控芯片输出端电连有旋翼控制装置、减速保护装置、气体发生装置,所述旋翼控制装置包括调速器,通过所述调速器可实现对各个旋翼上的电机进行转速控制,所述减速保护装置包括减速器,通过所述减速器可实现对所述电机进行减速控制。
2.根据权利要求1所述的一种巡查飞行器安全控制***,其特征在于:所述紧急气囊装置分别固定于所述飞行器顶端与底端,包括气囊室和气囊充气室,所述气囊室内设有气囊,所述气囊充气室内设有气体发生装置与出气口,所述气囊的充气口通过固定装置固定在出气口上。
3.根据权利要求1或2所述的一种巡查飞行器安全控制***,其特征在于:所述气囊充气室为密闭结构,所述气体发生装置采用压缩气体式或点火式相结合的混合型气体发生器,所述固定装置为扣环状结构,用于将所述气囊与出气口固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种巡查飞行器安全控制***,其特征在于:所述飞行器还设有太阳能电池,所述太阳能电池将太阳光能转化成电能,为所述飞行器供电。
5.根据权利要求1所述的一种巡查飞行器安全控制***,其特征在于:所述主控芯片型号为ATMEGA2560单片机,所述从控芯片型号为ATMEGA32U2单片机,所述速度传感器型号为XSA-V11801,所述超声波传感器型号为LV-MaxSonar-EZ1声波传感器。
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