CN113184208B - 一种基于无人机的环境支持***及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的环境支持***及其应用方法，属于无人机领域，***包括无人机和支架，无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；系留设备用于系留无人机；扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，计算设备用于根据扫描信息进行场景建模并控制无人机的飞行，以及用于接收由无人机的探测设备获取的探测信息；供电设备与扫描设备以及计算设备电性连接以进行供电。本发明设计合理且易于操作，通过对场景进行建模，从而实现对无人机的自动控制，可以解放人力，实现多机协同工作的目的，并且易于单人携带，适用于多种场景。

Description

一种基于无人机的环境支持***及其应用方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种基于无人机的环境支持***及其应用方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

采用低成本小型无人机对目标进行跟踪监视，以及对环境信息进行收集，在军事和安全领域具有广泛的应用需求。

现有技术中，由于小型无人机的单机信息收集能力有限，因此常常需要多个无人机进行协作。但是，操作者难以同时对多个无人机进行操作，也难以携带较多数量的无人机，并且现有的对无人机进行支持的工作站都是固定式或者车载式的，难以在复杂地形及环境下进行无人机保障作业。

发明内容

针对现有技术存在的多个小型无人机协同工作时难以进行操作，以及无法在复杂地形及环境下进行支持保障的问题，本发明的目的在于提供一种基于无人机的环境支持***及其应用方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，本发明提出一种基于无人机的环境支持***，包括无人机和支架，所述无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；所述支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；所述系留设备用于系留无人机；所述扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；所述计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，所述计算设备用于根据所述扫描信息进行场景建模并控制所述无人机的飞行，以及用于接收由所述无人机的探测设备获取的探测信息；所述供电设备与所述扫描设备以及所述计算设备电性连接以进行供电。

优选的，所述系留设备为设置在所述支架上的挂钩，所述无人机上设置有与所述挂钩配合使用的挂耳。

优选的，所述供电设备包括电池盒以及安装在所述电池盒内的电池；其中，所述电池盒包括盒体以及滑动连接在所述盒体内的电池架，所述盒体上设置有开口以供所述电池架出入，且所述开口上可拆卸连接有封盖，所述电池架上设置有电池安装槽；所述盒体与所述电池架之间还连接有锁定结构以使所述电池架相对所述盒体滑动后可锁定；所述锁定结构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮、相互啮合的传动螺母和传动螺杆以及传动轴；所述主动齿轮通过主动轴可转动连接在所述盒体上，所述从动齿轮通过从动轴可转动连接在所述盒体上；所述传动螺母固定在所述从动轴与所述电池架中的一个上，所述传动螺杆固定在所述从动轴与所述电池架的另一个上；所述传动轴可转动连接在所述电池架上，且所述传动轴与所述主动轴中的一个上设置有用于传递扭矩的传动部，所述传动轴与所述主动轴中的另一个上设置有与所述传动部相适配的承接凹槽；其中，所述主动齿轮、所述传动螺杆以及所述传动轴均平行于所述电池架的滑动方向。

优选的，所述支架为穿戴式支架，所述穿戴式支架包括背部支架和腿部支架，所述背部支架与所述腿部支架通过连接结构连接；所述连接结构包括万向连接件、充气支撑、充放气装置和两个支撑板；两个所述支撑板分别固定连接在所述背部支架和所述腿部支架上；所述万向连接件连接在两个所述支撑板之间；所述充气支撑有多个，且多个所述充气支撑围绕所述万向连接件分布；所述充放气装置安装在所述支撑板、所述背部支架或者所述腿部支架上，且每个所述充气支撑均与所述充放气装置连接。

另一方面，本发明还提供一种上述***的应用方法，包括以下步骤：

响应于启动信号，计算设备根据所述启动信号中携带的模式选择信息执行操作，所述模式选择信息包括扫描模式和无人机模式；

在所述扫描模式下：扫描设备扫描周围环境后获取扫描信息，计算设备接收所述扫描信息，并根据所述扫描信息进行建模，获得场景模型；

在所述无人机模式下：计算设备控制无人机起飞，并对无人机进行定位，再根据定位结果以及预设的编队方案控制无人机在距离计算设备第一阈值范围内进行编队飞行；无人机飞行过程中，计算设备根据所述扫描模式下得到的所述场景模型对无人机进行操控以躲避障碍物，同时接收无人机的探测设备获取的探测信息。

优选的，所述计算设备对无人机进行定位的步骤包括：计算设备接收由无人机发出的所述定位信号，并对所述定位信号进行信号方向和信号强度的计算，从而获得无人机的方位和距离信息，实现对无人机的定位。

进一步的，所述***还包括显示设备，所述方法还包括：

在所述扫描模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述***的位置；

在所述无人机模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述***以及所述无人机的位置，同时计算设备将所述探测信息呈现在所述显示设备上。

优选的，在所述无人机模式下，所述预设的编队方案存储在计算设备的存储器中。

进一步的，所述***还包括多个捕捉点，所述计算设备的存储器中关联存储有捕捉点姿势以及对应的无人机编队方案；

在无人机模式下，所述方法还包括：检测捕捉点的状态，由计算设备对捕捉点的状态进行处理并判断捕捉点是否构成捕捉点姿势，是则获取与所述捕捉点姿势关联存储的无人机编队方案，并由计算设备控制无人机按照所述无人机编队方案进行编队飞行。

优选的，所述捕捉点的状态由无人机上搭载的探测设备进行检测，或者，所述捕捉点的状态由设置在所述支架上的检测装置进行检测。

采用上述技术方案，由于支持***的设置，使得在使用时，通过携带支架及其上安装的设备，能够对无人机进行系留、控制以及供电，另外，还可以根据扫描到的环境信息操控无人机进行必要的规避，保证飞行安全的同时，继续接收多个无人机所获取的探测信息。

附图说明

图1为本发明一种基于无人机的环境支持***的结构示意图；

图2为本发明实施例一中连接结构的结构示意图；

图3为本发明实施例一中万向连接件的另一种结构示意图；

图4为沿图2中A-A线的剖视图；

图5为本发明实施例一中充气气囊的另一种结构示意图；

图6为本发明实施例一中充放气装置与充气支撑的连接示意图；

图7为本发明实施例二中供电设备的结构示意图；

图8为图7中B-B线的剖视图；

图9为图7中C处的局部放大图；

图10为图7中D-D线的剖视图；

图11为本发明一种基于无人机的环境支持***的应用方法流程图。

图中:1-无人机、2-支架、21-背部支架、22-腿部支架、23-连接结构、24-万向连接件、241-连接杆、242-万向关节、243-卡扣组件、244-扣体、245-卡接件、25-充气支撑、251-支撑座、252-充气气囊、26-充气装置、261-气泵、262-气路分配器、263-三通阀、264-截止阀、27-支撑板、3-系留设备、4-扫描设备、5-计算设备、6-供电设备、61-盒体、611-开口、612-封板、613-滑轨、614-滑块、62-电池架、621-中心筒、622-环状封板、623-轴向隔板、624-提手、625-径向隔板、63-锁定结构、630-摇柄、631-主动齿轮、632-从动齿轮、633-传动螺母、634-传动螺杆、635-传动轴、636-主动轴、637-从动轴、638-传动部、639-承接凹槽、7-显示设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

一种基于无人机的环境支持***，如图1所示，包括无人机1和支架2。无人机1上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备，同时也搭载有飞控组件和通信模块。支架2上安装有系留设备3、扫描设备4、计算设备5和供电设备6。

其中，无人机1用于通过通信模块接收计算设备5发送的控制信息，并由飞控组件执行相应的飞行状态，而其搭载的探测设备则用于收集环境声、光和/或电磁信息，并通过通信模块发送给计算设备5。

系留设备3用于系留和收纳无人机1，例如，系留设备3为设置在支架2上的挂钩，相应的在无人机1上设置有与该挂钩配合使用的挂耳。

扫描设备4用于扫描周围环境以获取扫描信息，使得计算设备5对该扫描信息进行处理后，获得场景模型，以便于控制无人机1进行必要的避让操作，防止无人机1出现飞行事故。其中，扫描设备4可以是各种类型的雷达，也可以是声呐等设备。

计算设备5则包括有处理器、存储器和通讯模块，计算设备5用于根据扫描设备4获取的扫描信息进行场景建模，并控制无人机1的飞行，以及用于接收由无人机1的探测设备获取的探测信息。而供电设备6则与扫描设备4以及计算设备5电性连接以进行供电。

通常，还包括安装在支架2上的显示设备7，该显示设备7与计算设备5电性连接，以便于接收并显示场景模型以及探测信息，同时显示设备7还与供电设备6电性连接以获取电能。

本实施例中，配置支架2为穿戴式支架，以便于单人携带。穿戴式支架包括背部支架21和腿部支架22，背部支架21与腿部支架22通过连接结构23进行连接。其中，系留设备3、扫描设备4、计算设备5以及供电设备6均固定安装在背部支架21上。而该连接结构23用于使腿部支架22对背部支架21进行支撑，并且保持背部支架21的平衡。具体的，如图2所示，连接结构23包括万向连接件24、充气支撑25、充放气装置26和两个支撑板27。

两个支撑板27均呈板状，两者之间具有一定的间距并且相对布置，并且两个支撑板27分别固定连接在背部支架21和腿部支架22上。两个支撑板27相对的侧面通过上述的万向连接件24相连接。其中，万向连接件24包括至少两个连接件241，至少两个连接件241通过万向关节242依次串联呈链，且该链的两端分别通过万向关节242连接上述的两个支撑板27，从而能够使两个支撑板27在多个自由度上相对活动。例如，设置万向连接件24包括四个万向关节242和三个连接件241，其中的两个连接件241各自有一端分别通过一个万向关节242连接到两个支撑板27上，另一个连接件241的两端则分别通过一个万向关节242连接到上述的两个连接件241的另一端上，从而使该万向连接件24能够使两个支撑板27相互之间具有多个自由度。或者在另一个实施例中，如图3所示，还可以设置万向连接件24包括多个串联的卡扣组件243，卡扣组件243包括扣体244和卡接件245，其中，扣体244内部设置有球型卡接腔，卡接件245上设置有与该球型卡接腔相适配的球型卡头，并且扣体244表面设置有开口与该球型卡接腔连通，以便于球型卡头卡入，另外，该开口的尺寸小于球型卡头的尺寸，使用时，球型卡头通过弹性形变卡入其中。可以理解的是，相邻的两个卡扣组件243中，其中一个卡扣组件243中的扣体244通过螺钉或者焊接的方式与另一个卡扣组件243中的卡接件245固定连接，从而使多个卡扣组件243串联在一起，使万向连接件24形成一定的长度，并且可万向自由活动。另外，在球型卡接腔内固定安装弹簧或者弹片等弹性部件，从而使卡接头能够方便的从中脱离。

充气支撑25设置有多个，充气支撑25均连接在两个支撑板27之间，且多个充气支撑25围绕万向连接件24分布，例如多个充气支撑25以万向连接件24为中心周向均匀间隔分布，如图4所示。本实施例中，充气支撑25包括分别固定连接在两个支撑板27上的两个支撑座251，以及连接在两个支撑座251之间的充气气囊252，支撑座251通过螺钉实现固定连接，而充气气囊252则通过螺钉、粘胶或者导向凹槽相对支撑座251固定，而充气气囊252上设置有充放气口以便于进行充气或者放气。或者在一个实施例中，充气气囊252的截面形状还可以配置呈弧形，如图5所示，从而使多个充气支撑25能够更方便地在周向上围成圆，以便于包围中间的万向连接件24。可以理解的是，通过使各个充气气囊252保持不同的压力，即可使两个支撑板27的相对位置发生变化并得到保持，进而代替人工的维持操作，降低人力消耗，并且便于调整。

充放气装置26安装在支撑板27、背部支架21或者腿部支架22上，且每个充气支撑25均与该充放气装置26连接。通过充放气装置26为各个充气气囊252充气或者放气，使其具有适合的压力，从而使两个支撑板27保持相对位置，并且能够灵活地调整。本实施例中，设置充放气装置26包括气泵261、气路分配器262、三通阀263和截止阀264。其中，气泵261为电动气泵。气路分配器262包括一个进气端口和多个出气端口，进气端口通过进气管路与气泵261的输出端连接；出气端口的数量与充气支撑25的数量相同，多个出气端口分别通过出气管路与多个充气支撑25一一对应的连接，即，每个充气支撑25中的充气气囊252都与一个出气端口连接。三通阀263也设置有多个，并且每个出气管路上均安装有一个三通阀263，本实施例中，三通阀263包括一个进口和两个出口，进口与充气支撑25(其中的充气气囊252)连接，其中一个出口与气路分配器262的出气端口连接，其中另一个出口直接连接大气。截止阀264也配置有多个，每个出气管路上均安装有一个截止阀264，并且截止阀264位于三通阀263与气路分配器262之间，如图6所示。同时为了便于操控，三通阀263、截止阀264均设置成电动式或者气动式的。

使用时，当固定在背部支架21上的支撑板27在某个方向上过于靠近固定在腿部支架22上的支撑板27时，该方向上对应的充气支撑25则需要充气；此时气泵261工作，其输出的空气经过气路分配器262后，输向各个出气管路，并打开用于为上述的充气支撑25供气的出气管路上的截止阀264，调整该出气管路上的三通阀263，使气流流向充气支撑25中的充气气囊252，即可提高其压力，使两个支撑板27相互远离；反之，当固定在背部支架21上的支撑板27在某个方向上过于远离固定在腿部支架22上的支撑板27时，此时气泵261不用工作，只需要调整三通阀263，使该方向上的充气支撑25的充气气囊252与大气连通，即可进行放气以降低其压力，进而使两个支撑板27靠近。

可以理解的是，还包括气压传感器和姿态传感器。其中，气压传感器安装在支撑板27、背部支架21或者是腿部支架22上，气压传感器的探头与充气支撑25(其中的充气气囊252)连接，且每个充气支撑25(其中的充气气囊252)均连接有一个气压传感器。如此设置，使得各个充气气囊252的压力可观测，从而方便调整。两个支撑板27，或者是背部支架21和腿部支架22均安装有姿态传感器，如此设置，使得两个支撑板27的姿态能够被及时掌握，从而根据预设的条件(例如固定在背部支架21上支撑板27始终水平)控制各个充气支撑25进行充放气，使预设的条件得到满足。

实施例二

其与实施例一的区别在于：本实施例中，设置供电设备6包括电池盒以及安装在电池盒内的电池，从而通过电池盒对电池进行保护，并且通过该电池盒提高换装电池的效率和便捷性。

如图7所示，设置电池盒包括盒体61、电池架62和锁定结构63。其中，盒体61呈封闭式的壳体结构，其用于存放电池架62，而电池架62用于承载电池，锁定结构63则用于将电池架62可拆卸地固定到盒体61上。本实施例中，盒体61整体呈筒状结构，其一端(例如右端)设置有开口611以便于电池架62出入盒体61，同时该开口611上可拆卸连接有封盖612。例如，封盖612通过螺纹连接在开口611上。

电池架62上设置有用于安装电池的电池安装槽，电池架62滑动连接在盒体61上，本实施例中，盒体61的内侧壁上布置有沿盒体61的轴向方向延伸的滑轨613，对应的，在电池架62上设置与该滑轨613相配合使用的滑块614或者滑槽。可以理解的是，滑轨613设置有多个并且周向均匀间隔分布，从而使电池架62的运动和支撑更加稳定。

上述的锁定结构63连接在盒体61与电池架62之间，以便于使电池架62在相对盒体61滑动后，位置可锁定。本实施例中，如图8所示，设置锁定结构63包括相互啮合的主动齿轮631和从动齿轮632、相互啮合的传动螺母633和传动螺杆634、以及传动轴635。

其中，主动齿轮631通过键固定安装在一主动轴636上，而该主动轴636则通过轴承可转动连接在盒体61另一端(左端)的端壁上；从动齿轮632通过键固定连接在一从动轴637上，而该从动轴637通过轴承可转动连接在盒体61的另一端(左端)的端壁上。其中，从动轴637上还固定有上述的传动螺母633与传动螺杆634其中的一个，而配套使用的传动螺母633与传动螺杆634其中的另一个则固定在电池架62上。例如本实施例中，将传动螺母633同轴地固定在从动轴637上，将传动螺杆634固定在电池架62上。传动轴635则通过轴承可转动连接在电池架62上，传动轴635用于向主动轴636传动扭矩，通过操作传动轴635从而带动主动轴636转动。本实施例中，传动轴635与主动轴636之间扭矩的传递通过相互配合使用的传动部638和承接凹槽639实现，传动轴635与主动轴636其中的一个上设置上述的传动部638，而传动轴635与主动轴636其中的另一个上设置上述的承接凹槽639，如图9所示。例如本实施例中，将传动部638同轴地设置在传动轴635的左端端部，其横截面呈非圆形，例如四方形，相应的，在主动轴636的右端端部上开设上述的承接凹槽639。其中，上述的主动齿轮631的轴线(主动轴636的轴线)、传动螺杆634的轴线、以及传动轴635的轴线，均平行于电池架62在盒体61上的滑动方向。并且在锁定结构63中各配件的尺寸上，配置成使传动螺杆634与传动螺母633相抵后，上述的传动部638嵌入到承接凹槽639内，并且传动部638的端部与承接凹槽639的底部具有一定的距离，以便于使传动螺杆634与传动螺母633具有能够相互旋合的空间。

在进行组装时，只需要将安装有新的电池的电池架62从开口611中放入盒体61内，并依靠滑轨613使电池架62滑动到位，使传动螺杆634与传动螺母633相抵、传动轴635上的传动部638嵌入到主动轴636上的承接凹槽639内；再转动传动轴635，带动主动轴636及其上固定的主动齿轮631转动，再带动从动齿轮632及与其相连接的从动轴637转动，进而带动固定在从动轴637上的传动螺母633转动，传动螺母633对传动螺杆634进行螺纹连接，实现盒体61对电池架62的固定，此时，传动部638也不受阻碍地深入到承接凹槽639内；最后通过封盖612对开口611进行封闭即可。反之，当电池电量用完后，打开封盖612，反向转动传动轴635即可解除传动螺母633与传动螺杆634之间的螺纹连接关系，使电池架62可在盒体61上滑动，进而从开口611中滑出。

可以理解的是，为了方便对传动轴635进行操作，本实施例中，锁定结构63还包括摇柄630，该摇柄630固定连接在传动轴635的右端，从而方便带动传动轴635转动。

可以理解的是，还可设置从动齿轮632有多个，每个从动齿轮632均通过一个从动轴637可转动连接在盒体61上，并且多个从动齿轮632围绕主动齿轮631周向均匀间隔分布，而每个从动齿轮632均与主动齿轮631相啮合。

可以理解的是，每个从动轴637上均安装有一个传动螺母633或者传动螺杆634，电池架62上则对应的固定安装有配合使用的传动螺杆634或者传动螺母633。如此设置，使得电池架62相对盒体61进行固定时，受力更加均衡和稳定，防止偏移或者卡涩。

另外，如图7及图10所示，设置电池架62包括中心筒621、环状封板622和轴向隔板623。中心筒621呈空心管状结构，其轴向两端的位置分别套设并固定一个环状封板622，而两个环状封板622之间布置有多个轴向隔板623，轴向隔板623周向均匀间隔分布，从而使两个环状封板622以及相邻的两个轴向隔板623围成用于安装电池的电池安装槽。而与滑轨613配合使用的滑块614，则设置在环状封板622上，或者是轴向隔板623上均可。上述的传动轴635则穿设在中心筒621内，且传动轴635通过轴承与中心筒621的内壁可转动连接，上述的传动螺杆634或者传动螺母633则固定连接在其中一个环状封板622上。可以理解的是，电池架62还包括提手624，提手624固定安装在另一个环状封板622上。在另一个实施例中，设置电池架62还包括径向隔板625，径向隔板625连接在相邻的两个轴向隔板623之间，从而在电池架62上分割出更多的电池安装槽。以及在另一个实施例中，盒体61的圆周侧壁上设置有插口以便于连接在用电设备上的的电源接头通过，电池架62上设置有与电源接头相适配的插座，该插座布置在轴向隔板623上，且插座在电池架62被锁定时正对上述的插口。

实施例三

一种基于无人机的环境支持***的应用方法，该方法应用于上述的实施例公开的***，该方法具体由所述***中的计算设备5执行，如图11所示，方法具体包括步骤S1、步骤S2和步骤S3。

步骤S1，响应于启动信号，计算设备5根据启动信号中携带的模式选择信息执行操作，该模式选择信息包括扫描模式和无人机模式。

启动信号通常有支持***的携带者通过手动方式输入，例如***供电开机后，操作者通过按钮、触摸屏操控等方式向计算设备5发送启动信号，计算设备5在对启动信号携带的模式选择信息进行识别后，即可根据识别结果执行到下述的步骤S2或者是步骤S3。

步骤S2，在扫描模式下：扫描设备4扫描周围环境后获取扫描信息，计算设备5接收该扫描信息，并根据该扫描信息进行建模，获得场景模型。

该模式下，***只用于对使用者(***)周围的环境进行建模并呈现在显示设备7上，通常还会在场景模型中标记使用者(***)的位置，为使用者提供决策依据。

步骤S3，在无人机模式下：计算设备5首先控制无人机1起飞，并对无人机1进行定位，再根据定位结果以及预设的编队方案控制无人机在距离计算设备5第一阈值范围内进行编队飞行；其次，无人机飞行过程中，计算设备5根据扫描模式下得到的场景模型对无人机1进行操控以躲避障碍物，同时接收无人机1的探测设备获取的探测信息。同时，计算设备5将场景模型呈现在显示设备7上，并在场景模型中标记***(使用者)以及无人机1的位置，同时计算设备5也将探测信息呈现在显示设备7上。

其中，上述预设的编队方案存储在计算设备5的存储器中，计算设备5根据模式选择信息中携带的相关信息，调取预设的编队方案并控制无人机1执行。

另外在步骤S3中，计算设备5对无人机1进行定位的步骤包括：计算设备5接收由无人机1发出的定位信号，并对定位信号进行信号方向和信号强度的计算，从而获得无人机1的方位和距离信息，实现对无人机1的定位。

在步骤S3中，计算设备5根据AI智能算法控制无人机1进行避障。

在一个实施例中，上述的***还包括多个捕捉点，捕捉点可以是贴附在使用者身体上的***，例如传感器。根据人体姿势的变化，多个捕捉点可以形成相应的捕捉点姿势，而在计算设备5的存储器中关联存储有捕捉点姿势以及对应的无人机编队方案。

而在无人机模式下，步骤S3还包括：检测捕捉点的状态，由计算设备5对捕捉点的状态进行处理并判断捕捉点是否构成捕捉点姿势，是则获取与该捕捉点姿势关联存储的无人机编队方案，并由计算设备5控制无人机1按照无人机编队方案进行编队飞行。

其中，捕捉点的状态由无人机1上搭载的探测设备进行检测，或者，捕捉点的状态由设置在支架2上的检测装置进行检测均可，具体是通过接收传感器发出的信号对捕捉点进行定位。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于无人机的环境支持***，其特征在于：包括无人机和支架，所述无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；所述支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；所述系留设备用于系留无人机；所述扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；所述计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，所述计算设备用于根据所述扫描信息进行场景建模并控制所述无人机的飞行，以及用于接收由所述无人机的探测设备获取的探测信息；所述供电设备与所述扫描设备以及所述计算设备电性连接以进行供电；

其中，所述支架为穿戴式支架，所述穿戴式支架包括背部支架和腿部支架，所述背部支架与所述腿部支架通过连接结构连接；所述连接结构包括万向连接件、充气支撑、充放气装置和两个支撑板；两个所述支撑板分别固定连接在所述背部支架和所述腿部支架上；所述万向连接件连接在两个所述支撑板之间；所述充气支撑有多个，且多个所述充气支撑围绕所述万向连接件分布；所述充放气装置安装在所述支撑板、所述背部支架或者所述腿部支架上，且每个所述充气支撑均与所述充放气装置连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的环境支持***，其特征在于：所述系留设备为设置在所述支架上的挂钩，所述无人机上设置有与所述挂钩配合使用的挂耳。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的环境支持***，其特征在于：所述供电设备包括电池盒以及安装在所述电池盒内的电池；其中，所述电池盒包括盒体以及滑动连接在所述盒体内的电池架，所述盒体上设置有开口以供所述电池架出入，且所述开口上可拆卸连接有封盖，所述电池架上设置有电池安装槽；所述盒体与所述电池架之间还连接有锁定结构以使所述电池架相对所述盒体滑动后可锁定；所述锁定结构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮、相互啮合的传动螺母和传动螺杆以及传动轴；所述主动齿轮通过主动轴可转动连接在所述盒体上，所述从动齿轮通过从动轴可转动连接在所述盒体上；所述传动螺母固定在所述从动轴与所述电池架中的一个上，所述传动螺杆固定在所述从动轴与所述电池架的另一个上；所述传动轴可转动连接在所述电池架上，且所述传动轴与所述主动轴中的一个上设置有用于传递扭矩的传动部，所述传动轴与所述主动轴中的另一个上设置有与所述传动部相适配的承接凹槽；其中，所述主动齿轮、所述传动螺杆以及所述传动轴均平行于所述电池架的滑动方向。

4.一种如权利要求1-3任一项所述***的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：

响应于启动信号，计算设备根据所述启动信号中携带的模式选择信息执行操作，所述模式选择信息包括扫描模式和无人机模式；

在所述扫描模式下：扫描设备扫描周围环境后获取扫描信息，计算设备接收所述扫描信息，并根据所述扫描信息进行建模，获得场景模型；

在所述无人机模式下：计算设备控制无人机起飞，并对无人机进行定位，再根据定位结果以及预设的编队方案控制无人机在距离计算设备第一阈值范围内进行编队飞行；无人机飞行过程中，计算设备根据所述扫描模式下得到的所述场景模型对无人机进行操控以躲避障碍物，同时接收无人机的探测设备获取的探测信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述计算设备对无人机进行定位的步骤包括：计算设备接收由无人机发出的所述定位信号，并对所述定位信号进行信号方向和信号强度的计算，从而获得无人机的方位和距离信息，实现对无人机的定位。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述***还包括显示设备，所述方法还包括：

在所述扫描模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述***的位置；

在所述无人机模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述***以及所述无人机的位置，同时计算设备将所述探测信息呈现在所述显示设备上。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在所述无人机模式下，所述预设的编队方案存储在计算设备的存储器中。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述***还包括多个捕捉点，所述计算设备的存储器中关联存储有捕捉点姿势以及对应的无人机编队方案；

在无人机模式下，所述方法还包括：检测捕捉点的状态，由计算设备对捕捉点的状态进行处理并判断捕捉点是否构成捕捉点姿势，是则获取与所述捕捉点姿势关联存储的无人机编队方案，并由计算设备控制无人机按照所述无人机编队方案进行编队飞行。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述捕捉点的状态由无人机上搭载的探测设备进行检测，或者，所述捕捉点的状态由设置在所述支架上的检测装置进行检测。

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