CN205692054U - 一种头部运动监测的无线巡线机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种头部运动监测的无线巡线机，包括无线巡线机、第一九轴IMU传感器、第一通信模块、摄像头、云台、头部运动监测器。本实用新型解决了驾驶无人机过程中操作困难的问题，模拟了人眼的视觉观察习惯，利用头部运动检测器上的第二九轴IMU传感器和无线巡线机上的第一九轴IMU传感器，控制无线巡线机追随头部运动检测器移动，加强了用户体验。本实用新型结构简单，将经济低成本的手段改进无人机的操作过程，优化工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备监测工具技术领域，具体涉及一种头部运动监测的无线巡线机。
背景技术
目前已将无人机广泛应用于高空电力设备的监测中，但是在操作时都是两个工作人员相互配合，一个工作人员负责驾驶无线巡线机，另一个工作人员负责观看无线巡线机上摄像头拍摄的视频，以对高空电缆线的检查。但是在操作过程中，当需要对某个部位进行详细观察时，两个工作人员的配合默契度又严重影响着检查的工作效率，负责驾驶无线巡线机的工作人员只能远远观察无线巡线机的工作状态和位置，无法将无线巡线机驾驶至合适位置，而观察视频的工作人员又无法在驾驶无线巡线机的同时进行线路检查。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种头部运动监测的无线巡线机，仅需一个工作人员就能实现稳定驾驶无线巡线机和观察线路状况。
本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题，
一种头部运动监测的无线巡线机，包括无线巡线机、第一九轴IMU传感器、第一通信模块、摄像头、云台、头部运动监测器，
所述无线巡线机作为飞行平台，包括调姿模块和动力模块，
所述第一通信模块接收头部运动监测器发出的控制指令；
所述调姿模块根据控制指令发出调姿信号；
所述动力模块根据调姿信号控制无线巡线机飞行姿态；
其特征在于，
所述无线巡线机上安装有第一九轴IMU传感器和第一通信模块，所述第一九轴IMU传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计，实时输出当前位置与起始位置之间在三维空间中的变化，获得无线巡线机的飞行位置参数；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；
所述摄像头安装在云台上，获得图像视频；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；
所述云台安装在无线巡线机的底部，控制摄像头进行上、下、左、右旋转；
所述头部运动监测器包括运动头盔，和安装在运动头盔上的第二九轴IMU传感器、第二通信模块、处理芯片和显示模块，
所述第二九轴IMU传感器，检测运动头盔的运动参数，并将运动参数发送至处理芯片；
所述处理芯片，接收运动参数后，将运动参数通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；
所述调姿模块根据运动参数进行调姿操作；
所述处理芯片接收飞行位置参数和运动参数并进行比较，获得差值，将差值通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；
所述调姿模块根据差值进行调姿操作；
所述显示模块通过第一通信模块和第二通信模块接收图像视频。
作为优化，所述无线巡线机为大疆精灵3一体航拍无人机；
作为优化，所述第一九轴IMU传感器和所述第二九轴IMU传感器为GY-85九轴IMU传感器；
作为优化，所述第二通信模块与遥控天线信号增强器，所述遥控天线信号增强器放大第二通信模块发出的信号；
作为优化，所述处理芯片包括Arduino Nano芯片和比较器；
所述Arduino Nano芯片将所述飞行位置参数和所述运动参数转化成X轴、Y轴、Z轴三个通道值，即PMM信号值；
所述比较将飞行位置参数和所述运动参数的PMM信号值相比较，获得PMM信号差值；
作为优化，还包括遥控，所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向云台发送云台控制信号，所述云台根据云台控制信号进行上、下、左、右旋转；
作为优化，所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向无线巡线机发送移动控制信号，所述无线巡线机根据移动控制信号进行上、下、左、右快速飞行；
作为优化，所述显示模块为运动头盔匹配的头盔显示器。
作为优化，所述摄像头为DS-GJZC8612TV双目摄像机，形成立体VR图像的显示。
本实用新型解决了驾驶无人机过程中操作困难的问题，模拟了人眼的视觉观察习惯，利用头部运动检测器上的第二九轴IMU传感器和无线巡线机上的第一九轴IMU传感器，控制无线巡线机追随头部运动检测器移动，加强了用户体验。本实用新型结构简单，将经济低成本的手段改进无人机的操作过程，优化工作效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步详细阐述本实用新型的内容。
一种头部运动监测的无线巡线机，包括无线巡线机、第一九轴IMU传感器、第一通信模块、摄像头、云台、头部运动监测器、遥控，
所述无线巡线机作为飞行平台，包括调姿模块和动力模块，所述无线巡线机为大疆精灵3一体航拍无人机；
所述第一通信模块接收头部运动监测器发出的控制指令；
所述调姿模块根据控制指令发出调姿信号；所述控制指令为运动参数和PMM信号差值；
所述动力模块根据调姿信号控制无线巡线机飞行姿态；
所述无线巡线机上安装有第一九轴IMU传感器和第一通信模块，所述第一九轴IMU传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计，实时输出当前位置与起始位置之间在三维空间中的变化，获得无线巡线机的飞行位置参数；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；
所述摄像头安装在云台上，获得图像视频；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；所述摄像头为DS-GJZC8612TV双目摄像机，形成立体VR图像；
所述云台安装在无线巡线机的底部，控制摄像头进行上、下、左、右旋转；
所述头部运动监测器包括运动头盔，和安装在运动头盔上的第二九轴IMU传感器、第二通信模块、处理芯片和显示模块，
所述第二九轴IMU传感器，检测运动头盔的运动参数，并将运动参数发送至处理芯片；
所述第一九轴IMU传感器和所述第二九轴IMU传感器为GY-85九轴IMU传感器；
所述第二通信模块与第一通信模块进行无线连接，向无线巡线机的调姿模块发送运动参数和PMM信号差值；
所述第二通信模块与遥控天线信号增强器，所述遥控天线信号增强器放大第二通信模块发出的信号；
所述处理芯片，接收运动参数后，将运动参数通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；所述处理芯片包括Arduino Nano芯片和比较器；
所述Arduino Nano芯片将所述飞行位置参数和所述运动参数转化成X轴、Y轴、Z轴三个通道值，即PMM信号值；
所述比较将飞行位置参数和所述运动参数的PMM信号值相比较，获得PMM信号差值；
所述处理芯片接收飞行位置参数和运动参数并进行比较，获得差值，将差值通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；
所述调姿模块根据差值进行调姿操作；
所述显示模块通过第一通信模块和第二通信模块接收图像视频，所述显示模块为运动头盔匹配的头盔显示器；
所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向云台发送云台控制信号，所述云台根据云台控制信号进行上、下、左、右旋转；
所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向无线巡线机发送移动控制信号，所述无线巡线机根据移动控制信号进行上、下、左、右快速飞行。
使用时，操作人员佩戴好头部运动监测器后，根据抬头控制无线巡线机进行向上飞行；根据低头控制无线巡线机进行向下飞行；根据转头控制无线巡线机进行转向飞行；根据操作者行走控制无线巡线机进行向前飞行；也可以通过遥控，控制无线巡线机根据移动控制信号进行上、下、左、右快速飞行。与此同时，操作者通过头部运动监测器上的头盔显示器实时观看无线巡线机拍摄的视频。当无线巡线机到达需要检测的设备时，采取头部旋转或慢速移动达到控制无线巡线机近距离调姿，以便仔细观察设备。
现有飞行器飞行时需要利用操纵杆控制飞行方向，同时也要通过另一个操纵杆控制云台转向达到控制视野转向。但是飞行器控制人员和云台控制人员都不方便根据对方的情况进行协调处理，在狭窄空间的拍摄时显得尤其明显。本实用新型改进了常见的显示器，选用安装有第二九轴IMU传感器头盔显示器，利用头部的自然转动控制机载摄像机的转向，达到与人的视野同步，给使用者一个完美的仿真画面。
本实用新型极大的改进了现有无人机上无法随意调节视角的弊端，有效的简化了巡线无人飞行器的操作，操作者能以第一视角实现对巡线无人机的操控，进一步加强了巡线无人机的实用性。
Claims (9)
1.一种头部运动监测的无线巡线机，包括无线巡线机、第一九轴IMU传感器、第一通信模块、摄像头、云台、头部运动监测器，
所述无线巡线机作为飞行平台，包括调姿模块和动力模块，
所述第一通信模块接收头部运动监测器发出的控制指令；
所述调姿模块根据控制指令发出调姿信号；
所述动力模块根据调姿信号控制无线巡线机飞行姿态；
其特征在于，
所述无线巡线机上安装有第一九轴IMU传感器和第一通信模块，所述第一九轴IMU传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计，实时输出当前位置与起始位置之间在三维空间中的变化，获得无线巡线机的飞行位置参数；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；
所述摄像头安装在云台上，获得图像视频；并通过第一通信模块发送至头部运动监测器；
所述云台安装在无线巡线机的底部，控制摄像头进行上、下、左、右旋转；
所述头部运动监测器包括运动头盔，和安装在运动头盔上的第二九轴IMU传感器、第二通信模块、处理芯片和显示模块，
所述第二九轴IMU传感器，检测运动头盔的运动参数，并将运动参数发送至处理芯片；
所述处理芯片，接收运动参数后，将运动参数通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；
所述调姿模块根据运动参数进行调姿操作；
所述处理芯片接收飞行位置参数和运动参数并进行比较，获得差值，将差值通过第二通信模块和第一通信模块发送至调姿模块；
所述调姿模块根据差值进行调姿操作；
所述显示模块通过第一通信模块和第二通信模块接收图像视频。
2.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述无线巡线机为大疆精灵3一体航拍无人机。
3.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述第一九轴IMU传感器和所述第二九轴IMU传感器为GY-85九轴IMU传感器。
4.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述第二通信模块与遥控天线信号增强器，所述遥控天线信号增强器放大第二通信模块发出的信号。
5.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述处理芯片包括Arduino Nano芯片和比较器；
所述Arduino Nano芯片将所述飞行位置参数和所述运动参数转化成X轴、Y轴、Z轴三个通道值，即PMM信号值；
所述比较将飞行位置参数和所述运动参数的PMM信号值相比较，获得PMM信号差值。
6.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，还包括遥控，所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向云台发送云台控制信号，所述云台根据云台控制信号进行上、下、左、右旋转。
7.如权利要求6所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述遥控通过第二通信模块和第一通信模块向无线巡线机发送移动控制信号，所述无线巡线机根据移动控制信号进行上、下、左、右快速飞行。
8.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述显示模块为运动头盔匹配的头盔显示器。
9.如权利要求1所述头部运动监测的无线巡线机，其特征在于，所述摄像头为DS-GJZC8612TV双目摄像机，形成立体VR图像。
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