CN206515698U - 一种光流传感器及含其的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种光流传感器，包括壳体以及设于壳体内的传感器电路板、微处理器电路板、镜头座和镜头，所述传感器电路板上设有图像传感器，所述微处理器电路板上设有微处理器和电源电路，所述传感器电路板和微处理器电路板层叠设置且电连接；所述镜头座底部固定于传感器电路板上，所述镜头座上配合连接有镜头。本实用新型提供的光流传感器及含其的无人机，结构设计合理，高度集成，体积小，成本低，外形美观，最大程度避了互扰以及热噪声对图像传感器的影响，大大提高了光流传感器的精度，提升了无人机着陆的安全性。

Description

一种光流传感器及含其的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种光流传感器及含其的无人机。

背景技术

光流表达了图像的变化，由于它包含了目标物体运动的信息，因此可被观察者用以确定目标的运动情况。无人机光流技术的应用可以利用光流传感器对捕捉的图像进行分析，实时获取飞行器自身位置及运动情况，采集图像信号，并传递给微处理器，微处理器对图像信号进行处理，将处理后的数据传递，并将测得数据信息实时传输回地面站PC机分析处理。光流技术的应用可以完善无人机的立体视觉***，获得精准数据来确定无人机的高度，提高无人机着陆的安全性。

光流传感器主要通过图像传感器采集图像信号，而图像传感器采集图像信号的精度受温度影响，温度越高精确度越低。现有技术中，由于图像传感器、微处理器和电源电路设置在同一电路板上，距离较近，微处理器和电源电路接通后会产生热量和热噪声，图像传感器受温度影响较大，从而影响光流传感器的精确度，进一步降低了无人机着陆的安全性。

由此可见，能否基于现有技术的不足，提供避免光流传感器受电源电路产热的影响，提高光流传感器的精确度，提升无人机着陆的安全性，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种光流传感器及含的无人机，该结构突破了传统光流传感器的安装结构，将图像传感器和微处理器分别置于两个电路板上，避免图像传感器受热噪声影响，提高了光流传感器的精确度，提高了无人机着陆的安全性。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：一种光流传感器，包括壳体以及设于壳体内的传感器电路板、微处理器电路板、镜头座和镜头，所述传感器电路板上设有图像传感器，所述微处理器电路板上设有微处理器和电源电路，所述传感器电路板和微处理器电路板层叠设置且电连接；所述镜头座底部固定于传感器电路板上，所述镜头座上配合连接有镜头。所述壳体上开设有与镜头相配合的镜头孔。

本实用新型提供的光流传感器，与现有光流传感器结构相比，在结构上做出了新的改进，将图像传感器和微处理器、电源电路分别设置在两个电路板上，有效避免了热噪声对图像传感器的影响；另外，将传感器电路板、微处理器电路板、镜头座和镜头集成于壳体内，体积小，结构设计巧妙合理，适宜用于无人机上。

进一步的，所述传感器电路板和微处理器电路板通过板对板连接器或排针或FPC软排线电连接。

该结构设计，尤其是两电路板通过板对板连接器电连接，在保证传感器电路板和微处理器电路板有效连接的基础上，使传感器电路板和微处理器电路板保持一定距离，进一步避免图像传感器受到微处理器或电源电路产生热量的影响。

进一步的，所述镜头通过螺纹配合连接于镜头座上。所述镜头与镜头座之间设有固定环。该结构设计能够有效避免镜头出现松动现象，保证成像质量。

进一步的，所述上壳内设有限位部，所述传感器电路板和微处理器电路板分别通过限位部固定卡接于上壳内。

限位部的设置使得传感器电路板和微处理器电路板能够限位固定在上壳内，有效避免两个电路板在运动过程中产生相对位移，从而影响光流传感器的精确度，稳定性更高。

进一步的，所述限位部为台阶式凸台，所述壳体由上壳和固定密封上壳开口处的后盖组成，所述壳体内由上到下依次设有镜头、镜头座、传感器电路板和微处理器电路板。

进一步的，所述台阶式凸台上设有连接孔，所述传感器电路板和微处理器电路板四角处分别设有固定孔，所述传感器电路板、微处理器电路板分别通过连接在固定孔和连接孔内的连接件固定于上壳内。通过该结构使得传感器电路板、微处理器电路板更牢固的固定在壳体内，避免在使用过程中产生松动的问题。

进一步的，所述后盖四角处分别设有定位凸台，所述定位凸台上设有定位孔。

该结构的设计使得后盖与壳体内电路板留有一定间隙，能够避免后盖密封上壳时，后盖对壳体内电路板造成挤压，从而损坏电路板上元器件。安装时，将连接件依次穿过后盖定位凸台上的定位孔、微处理器电路板上的固定孔、台阶式凸台上的连接孔，从而将后盖与上壳固定连接，将微处理器电路板固定于上壳内。

进一步的，所述壳体上设有出线开口，所述出线开口向外延伸有限位凸台，所述限位凸台内设有与线扣相适应的固定槽，所述固定槽外侧连接有限位槽。

数据线上的线扣固定于固定槽内，所述限位槽对线扣起到固定限位作用，避免多次拉扯数据线时导致数据线变形，而且线扣与限位凸台多面接触，改善了防水效果，更加美观。

本实用新型还提供了一种无人机，包括上述的光流传感器。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型提供的光流传感器及含其的无人机，结构设计合理，高度集成，体积小，成本低，外形美观，最大程度避了互扰以及热噪声对图像传感器的影响，大大提高了光流传感器的精度，提升了无人机着陆的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的分离式结构示意图；

图2为本实用新型上壳结构示意图；

图3为本实用新型传感器电路板结构示意图；

图4为本实用新型微处理器电路板结构示意图；

图中，

1、壳体；101、上壳；102、后盖；103、凸台A；104、凸台B；105、连接孔A；106、连接孔B；107、限位凸台；108、固定槽；109、限位槽； 2、镜头；3、固定环；4、镜头座；5、传感器电路板；51、固定孔B； 6、微处理器电路板；61、固定孔A；7、图像传感器；８、微处理器；9、电源电路；10、板对板连接器；11、定位凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种光流传感器，如图1、4所示，包括壳体1以及设于壳体1内的传感器电路板5、微处理器电路板6、镜头座4和镜头2，所述传感器电路板5上设有图像传感器7，所述微处理器电路板6上设有微处理器8和电源电路9，所述传感器电路板5和微处理器电路板6层叠设置且电连接；所述镜头座4底部固定于传感器电路板5上，所述镜头座4上配合连接有镜头2。所述壳体1上开设有与镜头2相配合的镜头孔。

在本实施例中，进一步的，所述传感器电路板5和微处理器电路板6

通过板对板连接器10或排针或FPC软排线电连接。所述镜头2通过螺纹配合连接于镜头座4上。需要说明的是，本实施例所使用的传感器电路板和微处理器电路板之间的连接方式不限于上述方式，凡是能实现两电路板之间的电连接方式都在本实用新型保护范围内。

本实施例提供的光流传感器的传感器电路板上还包括模数转换器，所述图像传感器与模数转换器连接，所述模数转换器与微处理器连接。电源电路包括电压转换电路，其中电源电路的输入电压为5v，微处理器的输入电压为3.3v，所述的传感器电路板的输入电压为3.3v，图像传感器的型号为MT9V03412STM，微处理器的型号为STMF103VET6。

图像传感器7和镜头采集图像信号，经模数转换器转换成数字图像信号，并将图像信号传递至微处理器8，微处理器8对图像信号进行处理，

并将处理后的数据传递给主控制器，使其与高空飞行物的高度信息进行融合，计算出高空飞行物当前在水平方向上速度，由主控制器据此进行控制，实现水平方向上速度趋近0，从而使高空飞行物在水平方向上实现定点。通电之后，经电压转换电路使5V电压转化成3.3V，并经过滤波处理之后，为微处理器和光流传感器提供内核电压以及模数转换参考电压。信号采集电路与信号处理器电路放置在两个电路板上，这样就最大程度上避免了互扰以及热噪声对光流传感器的影响。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述镜头2通过螺纹配合连接于镜头座4上。所述镜头2与镜头座4之间设有固定环3。

为了避免两个电路板在运动过程中产生相对位移，所述上壳101内设有限位部，所述传感器电路板5和微处理器电路板6分别通过限位部固定卡接于上壳101内。

为了使得传感器电路板5、微处理器电路板6更牢固的固定在壳体1内，避免在使用过程中产生松动的问题。所述限位部为台阶式凸台，所述壳体1由上壳101和固定密封上壳101开口处的后盖102组成，所述壳体1内由上到下依次设有镜头2、镜头座4、传感器电路板5和微处理器电路板6。

进一步的，所述台阶式凸台上设有连接孔，所述传感器电路板5和微处理器电路板6四角处分别设有固定孔，所述传感器电路板5、微处理器电路板6分别通过连接在固定孔和连接孔内的连接件固定于上壳101内。

如图2所示，所述台阶式凸台包括连接为一体的凸台A103和凸台B104，凸台B104位于凸台A103内侧且低于凸台A103，如图3所示，所述传感器电路板5的四角处分别设有固定孔B51 ,如图4所示，所述微处理器电路板6的四角处分别设有固定孔A61，所述凸台A103上设有连接孔A105，所述凸台B104上设有连接孔B106；

所述传感器电路板5通过连接在固定孔B51和连接孔B106内的连接件固定于上壳101内的凸台B104上；所述微处理器电路板6通过连接在固定孔A61和连接孔A105内的连接件固定于上壳101内的凸台A103上。

进一步的，为了使得后盖102与壳体1内电路板留有一定间隙，避免后盖挤压微处理器电路板6，所述后盖102四角处分别设有定位凸台11，所述定位凸台11上设有定位孔。

需要说明的是，所述的连接孔、固定孔和定位孔可以为螺丝孔，相应的所述连接件为螺丝，但本实施例所使用的连接孔、固定孔、定位孔和连接件不局限于上述内容，凡是能实现本实用新型结构组装的连连接孔、固定孔、定位孔和连接件均在本实用新型的保护范围内。

实施例3：

在实施例1或2所提供的光流传感器的基础上，如图2所示，所述壳体1上设有出线开口，所述出线开口向外延伸有限位凸台107，所述限位凸台107内设有与线扣相适应的固定槽108，所述固定槽108外侧连接有限位槽109。数据线上的线扣固定于固定槽108内，所述限位槽109对线扣起到固定限位作用，避免多次拉扯数据线时导致数据线变形，而且线扣与限位凸台107多面接触，改善了防水效果，更加美观。

实施例4：

本实用新型还提供了一种无人机，包括实施例1或2或3所述的光流传感器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光流传感器，其特征在于，包括壳体（1）以及设于壳体（1）内的传感器电路板（5）、微处理器电路板（6）、镜头座（4）和镜头（2），所述传感器电路板（5）上设有图像传感器（7），所述微处理器电路板（6）上设有微处理器（8）和电源电路（9），所述传感器电路板（5）和微处理器电路板（6）层叠设置且电连接；所述镜头座（4）底部固定于传感器电路板（5）上，所述镜头座（4）上配合连接有镜头（2）。

2.根据权利要求1所述的光流传感器，其特征在于，所述传感器电路板（5）和微处理器电路板（6）通过板对板连接器（10）或排针或FPC软排线电连接。

3.根据权利要求1或2所述的光流传感器，其特征在于，所述镜头（2）通过螺纹配合连接于镜头座（4）上；所述镜头（2）与镜头座（4）之间设有固定环（3）。

4.根据权利要求1所述的光流传感器，其特征在于，所述壳体（1）由上壳（101）和固定密封上壳（101）开口处的后盖（102）组成，所述壳体（1）内由上到下依次设有镜头（2）、镜头座（4）、传感器电路板（5）和微处理器电路板（6）。

5.根据权利要求4所述的光流传感器，其特征在于，所述上壳（101）内设有限位部，所述传感器电路板（5）和微处理器电路板（6）分别通过限位部固定卡接于上壳（101）内。

6.根据权利要求5所述的光流传感器，其特征在于，所述限位部为台阶式凸台（105,106），所述台阶式凸台（105,106）上设有连接孔（103,104），所述传感器电路板（5）和微处理器电路板（6）四角处分别设有固定孔（51,61），所述传感器电路板（5）、微处理器电路板（6）分别通过连接在固定孔（51,61）和连接孔（103,104）内的连接件固定于上壳（101）内。

7.根据权利要求6所述的光流传感器，其特征在于，所述后盖（102）四角处分别设有定位凸台（11），所述定位凸台（11）上设有定位孔。

8.根据权利要求1所述的光流传感器，其特征在于，所述壳体（1）上设有出线开口，所述出线开口向外延伸有限位凸台（107），所述限位凸台（107）内设有与线扣相适应的固定槽（108），所述固定槽（108）外侧连接有限位槽（109）。

9.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1~8任一项所述的光流传感器。