CN106527497A - 一种基于无人机的智能日照模拟*** - Google Patents
一种基于无人机的智能日照模拟*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN106527497A CN106527497A CN201611268939.1A CN201611268939A CN106527497A CN 106527497 A CN106527497 A CN 106527497A CN 201611268939 A CN201611268939 A CN 201611268939A CN 106527497 A CN106527497 A CN 106527497A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned plane
- light source
- intelligent
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 235000020095 red wine Nutrition 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/10—Control of position or direction without using feedback
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
本发明属于日照模拟技术领域,具体为一种基于无人机的智能日照模拟***。本发明模拟***,包括无人机太阳模拟光源***、工作平台、智能终端控制设备、三维坐标构建***,其中无人机太阳模拟光源***包括一架无人机,无人机下方搭载太阳光模拟光源和定位校准模块,无人机上方安装无线通信模块和智能控制模块。在终端控制设备输入模拟建筑所在地的经纬度坐标、日期和时间等信息,可自动计算出此时的太阳方位角和高度角,并通过控制无人机太阳模拟光源***到达室内三维坐标系的指定位置,调整光源的照射角度实现日照模拟。本发明***可拆卸,易搬运,利用无人机的优势,***搭建灵活,不受场地限制,直观体现太阳轨迹,精准实现日照模拟,可用于建筑节能研究、建筑规划设计等领域。
Description
技术领域
本发明属于日照模拟技术领域,具体涉及一种基于无人机的智能日照模拟***。
背景技术
太阳光与建筑的相互作用即日照与遮阳是建筑热环境和光环境的重要组成部分,在建筑节能研究、建筑规划设计等领域,都要充分考虑某地区的日照情况,包括日照时间、日影关系、物距遮挡等。通过建筑模型的日照模拟实验,可以直观地探讨和研究建筑的日照遮阳情况,在设计之初就能检查和模拟建筑在建成后的日照情况。
现有的日照模拟***多采用导轨和悬臂上配平行光源模拟太阳光的形式,整个***体积较大,***笨重,不易拆卸和搬迁,且模拟太阳光源与被照面的距离固定使得应用受限。本发明采用无人机携带太阳模拟光源,并用传感器构建三维坐标***,***搭建方便快捷,能够灵活地根据实际情况来实现模拟,且无人机携带太阳模拟光源的形式也能直观地模拟实际太阳运行轨迹等。
为了更准确地定位无人机从而模拟特定太阳高度角和方位角下的日照情况,本发明还采用了基于超声波测距传感器等的定位***以及红外传感器的定位校准***。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无人机的智能日照模拟***,通过无人机携带太阳模拟光源根据模拟建筑所在的地点和时间的太阳方位角和高度角精准定位,***灵活易调整,适用于各种场合的日照模拟,可用于建筑节能研究、建筑规划等。
本发明提供的基于无人机的智能日照模拟***,包括无人机太阳模拟光源***、工作平台、智能终端控制设备、三维坐标构建***;在智能终端控制设备输入模拟建筑所在地的经纬度坐标、日期和时间等信息,可自动计算出此时的太阳方位角和高度角,并通过控制无人机太阳模拟光源***,使其到达室内三维坐标系的指定位置和调整照射角度。其中:
所述的无人机太阳模拟光源***,包括一架无人机,无人机下方搭载有太阳光模拟光源和定位校准模块,无人机上方安装有无线通信模块和智能控制模块;
所述室内三维坐标构建***,包括若干位置传感器和红外信号发生器;若干位置传感器构建成半球形三维坐标***;
所述工作平台360°可旋转,且可锁定,用于模拟建筑朝向。
本发明中,与太阳光模拟光源出射平行的方向设置有红外传感器B,用于接收来自三维坐标构建***的红外信号发生器的红外信号,来校准光源出射角度,使模拟太阳光始终射向中央的工作平台。
本发明中,所用太阳光模拟光源,采用大功率均匀平行光光源,光束角小、工作平台照度均匀、光谱可调,光参数基本与太阳一致。
本发明中,所用太阳光模拟光源的出射角度在竖直平面内可调。
本发明中,所述的无人机上的定位校准模块,包括超声波测距传感器、红外接收传感器A和三轴陀螺仪,无人机通过超声波测距传感器在室内三维坐标系中定位,红外接收传感器A用于进行无人机位置的实时校准,三轴陀螺仪用于控制无人机角度。
本发明中,通过无线通信与无人机上的无线通信模块完成信息传输,并通过智能控制模块控制无人机动作。
本发明***可拆卸,易搬运,充分利用无人机的优势,***搭建灵活,不受场地限制,直观体现太阳轨迹,精准实现日照模拟,可用于建筑节能研究、建筑规划设计等领域。
附图说明
图1为基于无人机的智能日照模拟***的整体示意图。
图2为无人机太阳模拟光源***下方示意图(仰视)。
图3为无人机太阳模拟光源***上方示意图(俯视)。
图中标号:1、无人机太阳模拟光源***,2、工作平台,3、三维坐标构建***,4、无人机,5、超声波测距传感器,6、三轴陀螺仪,7、红外接收传感器A,8、红外接收传感器B,9、太阳光模拟光源,10、无线通信模块,11、智能控制模块。
具体实施方式
以下结合附图和实例,对本发明做进一步说明。所描述的实施例仅为本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例而未作出创造性成果的其他所有实施例,都属于本发明的保护范围。
如图1所示,一种基于无人机的智能日照模拟***,包括无人机太阳模拟光源***1,工作平台2、智能终端控制设备、三维坐标构建***3。建筑模型置于工作平台2上,工作平台由多边形底座、转轴和圆形台面构成,台面直径1m, 可360°旋转,也可锁定,用于模拟建筑朝向。室内三维坐标构建***3包括若干位置传感器用来构建半球形三维坐标***和若干红外信号发生器用于校准无人机位置和光源角度。如图2和图3所示,无人机太阳模拟光源***1包括一架无人机4,无人机4下方搭载的太阳光模拟光源9和定位校准模块,无人机上方安装无线通信模块10和智能控制模块11。操作人员在智能终端控制设备上输入所要模拟的建筑所在的经纬度坐标、日期和时间等信息,智能终端控制设备输出此时此地的太阳方位角和太阳高度角,并通过无线通信与无人机4上的无线通信模块10完成信息传输,并通过智能控制模块11控制无人机4。无人机4上的定位校准模块包括超声波测距传感器5、三轴陀螺仪6和红外接收传感器7。智能控制模块根据超声波测距传感器5和三轴陀螺仪6控制无人机在室内三维坐标系内定位和转向,同时红外接收传感器7接收来自三维坐标***的红外信号,对无人机的定位进行进一步校准。在无人机完成定位和转向后,智能控制模块11控制太阳模拟光源9在竖直平面内转动,使得太阳模拟光源9的方向对准工作平台2,实现太阳高度角的模拟。同时在太阳光模拟光源9侧面沿出射平行方向设置红外接收传感器8,对太阳模拟光源9的转向角度进行实时校准。太阳光模拟光源9采用3 kW氙灯,配合特制大口径凹面反射镜,出射光平行度高,均匀性好。
Claims (6)
1.一种基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,包括无人机太阳模拟光源***、工作平台、智能终端控制设备、三维坐标构建***;在智能终端控制设备输入模拟建筑所在地的经纬度坐标、日期和时间信息,智能终端控制设备根据输入的这些信息自动计算出此时的太阳方位角和高度角,并通过控制无人机太阳模拟光源***,使其到达室内三维坐标系的指定位置和调整照射角度;其中:
所述的无人机太阳模拟光源***,包括一架无人机,无人机下方搭载有太阳光模拟光源和定位校准模块,无人机上方安装有无线通信模块和智能控制模块;
所述室内三维坐标构建***,包括若干位置传感器和红外信号发生器;若干位置传感器构建成半球形三维坐标***;
所述工作平台可360°旋转,且可锁定,用于模拟建筑朝向。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,与太阳光模拟光源出射平行的方向设置有红外传感器B,用于接收来自三维坐标构建***的红外信号发生器的红外信号,来校准光源出射角度,使模拟太阳光始终射向中央的工作平台。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,所述太阳光模拟光源,采用大功率均匀平行光光源,光束角小、工作平台照度均匀、光谱可调,光参数基本与太阳一致。
4.根据权利要求3所述的基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,所述太阳光模拟光源的出射角度在竖直平面内可调。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,所述的无人机上的定位校准模块,包括超声波测距传感器、红外接收传感器A和三轴陀螺仪,无人机通过超声波测距传感器在室内三维坐标系中定位,红外接收传感器A用于进行无人机位置的实时校准,三轴陀螺仪用于控制无人机角度。
6.根据权利要求1所述的基于无人机的智能日照模拟***,其特征在于,通过无线通信与无人机上的无线通信模块完成信息传输,并通过智能控制模块控制无人机动作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611268939.1A CN106527497B (zh) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | 一种基于无人机的智能日照模拟*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611268939.1A CN106527497B (zh) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | 一种基于无人机的智能日照模拟*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106527497A true CN106527497A (zh) | 2017-03-22 |
CN106527497B CN106527497B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=58336515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611268939.1A Active CN106527497B (zh) | 2016-12-31 | 2016-12-31 | 一种基于无人机的智能日照模拟*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106527497B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108470501A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-31 | 南京立方测绘科技有限公司 | 日照分析室内模拟装置 |
US20180312274A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | Qualcomm Incorporated | Environmentally Aware Status LEDs for Use in Drones |
CN111025998A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 上海建工集团股份有限公司 | 智能窗体及其控制方法 |
CN112650263A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-13 | 电子科技大学 | 一种组合式无人机的控制方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000008476A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-11 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 日照シュミレーション装置 |
CN102789240A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 方位角自动调整的太阳光照模拟装置和方法 |
CN102789237A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 手动调整方位角的太阳光照模拟装置和方法 |
CN103632605A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-12 | 华中科技大学 | 一种用于日照投影模拟的实验装置 |
CN105183008A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 华南理工大学 | 一种建筑日照模拟装置 |
CN105242570A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-01-13 | 哈尔滨工业大学 | 飞行器对日关系地面仿真模拟装置 |
US9243776B1 (en) * | 2013-08-05 | 2016-01-26 | The Boeing Company | Solar simulator and method for solar simulation |
CN105782807A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-20 | 深圳市易知见科技有限公司 | 智能模拟太阳灯和太阳光模拟*** |
-
2016
- 2016-12-31 CN CN201611268939.1A patent/CN106527497B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000008476A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-11 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 日照シュミレーション装置 |
CN102789240A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 方位角自动调整的太阳光照模拟装置和方法 |
CN102789237A (zh) * | 2012-08-08 | 2012-11-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 手动调整方位角的太阳光照模拟装置和方法 |
US9243776B1 (en) * | 2013-08-05 | 2016-01-26 | The Boeing Company | Solar simulator and method for solar simulation |
CN103632605A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-12 | 华中科技大学 | 一种用于日照投影模拟的实验装置 |
CN105183008A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 华南理工大学 | 一种建筑日照模拟装置 |
CN105242570A (zh) * | 2015-10-12 | 2016-01-13 | 哈尔滨工业大学 | 飞行器对日关系地面仿真模拟装置 |
CN105782807A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-07-20 | 深圳市易知见科技有限公司 | 智能模拟太阳灯和太阳光模拟*** |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘电龙;徐熙平;文大化;孙敏;徐哲;: "小型太阳模拟器结构设计", 长春理工大学学报(自然科学版), vol. 33, no. 04, pages 30 - 32 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180312274A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-11-01 | Qualcomm Incorporated | Environmentally Aware Status LEDs for Use in Drones |
US10472090B2 (en) * | 2017-04-27 | 2019-11-12 | Qualcomm Incorporated | Environmentally aware status LEDs for use in drones |
CN108470501A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-31 | 南京立方测绘科技有限公司 | 日照分析室内模拟装置 |
CN108470501B (zh) * | 2018-03-20 | 2019-10-29 | 南京立方测绘科技有限公司 | 日照分析室内模拟装置 |
CN111025998A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-17 | 上海建工集团股份有限公司 | 智能窗体及其控制方法 |
CN112650263A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-13 | 电子科技大学 | 一种组合式无人机的控制方法 |
CN112650263B (zh) * | 2020-12-08 | 2022-03-15 | 电子科技大学 | 一种组合式无人机的控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106527497B (zh) | 2023-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106527497A (zh) | 一种基于无人机的智能日照模拟*** | |
CN108919825A (zh) | 具备避障功能的无人机室内定位***及方法 | |
CN108507403B (zh) | 基于智能化光电标定技术的自行高炮多轴线一致性检测装置 | |
CN112326686A (zh) | 无人机智能巡航路面病害检测方法、无人机和检测*** | |
CN106864751A (zh) | 基于图像处理的无人机飞行降落***及方法 | |
CN106896828B (zh) | 一种无人机自动无线充电方法及*** | |
CN109737981A (zh) | 基于多传感器的无人车目标搜索装置及方法 | |
CN206989931U (zh) | 一种输电线路距离测量*** | |
CN106950989A (zh) | 一种无人机定点定位方法及*** | |
CN107765236A (zh) | 一种综采工作面液压支架绝对位置和姿态检测装置及方法 | |
CN113359786A (zh) | 一种融合飞行高度的多旋翼无人机精准降落引导方法 | |
CN207240184U (zh) | 移动物体追踪机器人 | |
CN113625707A (zh) | 一种多传感器融合的温室自动跟随平台及其控制方法 | |
CN103309357A (zh) | 一种二自由度激光扫描方法及中空式数控云台 | |
CN107589431A (zh) | 一种提高机载光电***目标定位精度的校靶方法 | |
CN207389586U (zh) | 飞行器着陆引导环形灯阵 | |
CN206369966U (zh) | 一种基于无人机的智能日照模拟*** | |
CN107254969B (zh) | 一种曲面建筑物的红外线三维定位装置及定位施工方法 | |
CN205086780U (zh) | 一种用于装甲车辆平车登车及车上引导装置 | |
CN104535291A (zh) | 一种用于海洋工程水池假底布置的定位装置 | |
CN105758411A (zh) | 一种基于车载摄像头提升车载gps定位精度的***和方法 | |
CN108709558A (zh) | 一种大尺寸厂房高精度定位的方法 | |
CN205427178U (zh) | 一种用于无人机精确导航的定位*** | |
CN104165605A (zh) | 光伏***设计中阴影测量的方法及其阴影测量仪器 | |
CN204189024U (zh) | 一种信号采集机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |