船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器制造技术

本实用新型专利技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，包括机架和控制电路，控制电路由主处理器及与其相连接的陀螺仪、飞行控制模块、无线通信模块和电源模块组成，主处理器连接有激光测距模块，激光测距模块的输入端连接有多个朝向不同方向的测距探头。本实用新型专利技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，通过设置多个朝向不同方向的测距探头，可获取飞行器距离地面高度的真实值，避免了以往采用单个测距探头易受地面突起或物体影响而导致高度测量不准确情况的发生，使其更加适用于舶无人机舱内的巡视。

Four rotor aircraft for ship fire detection in unmanned cabin

The utility model is composed of a main processor and a gyroscope, a flight control module, a wireless communication module and a power supply module connected with the main processor. The main processor is connected with a laser distance module and the input end of the laser range finder module. The four rotor aircraft for the unmanned cabin fire inspection of a ship is composed of a frame and a control circuit. A plurality of ranging probes in different directions are connected. The four rotor aircraft of the unmanned aircraft cabin fire inspection of the utility model can obtain the real value of the aircraft from the ground height by setting up a number of distance measuring probes in different directions, so as to avoid the occurrence of inaccurate measurement of the altitude of a single distance probe which is easily guided by ground projection or object. Make it more suitable for patrol in unmanned cabin.

【技术实现步骤摘要】
船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器
本技术涉及一种飞行器，更具体的说，尤其涉及一种船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器。
技术介绍
无人飞行器自主飞行技术多年来一直是航空领域研究的热点，旋翼式飞行器与固定翼飞行器相比，其优势体现在：飞行器起飞和降落所需空间少，在障碍物密集环境下的可控性强，以及飞行器姿态保持能力高。与常规旋翼式飞行器相比，采用四只旋翼的飞行器具有可相互抵消反扭力矩的优点，而不需要专门的反扭矩桨从而使其结构更为紧凑，能够产生更大的升力。这些优点使其特别适合在近地面环境中执行监视、侦查等任务，其在军事和民用方面都有很大的应用前景。但四旋翼飞行器本身也具有非常复杂的空气动力学特征，怎样实现其自身稳定自主飞行仍是飞行器控制领域的一个难题。船舶无人机舱利用智能化对船舶机舱内的设备进行管理和控制，无需轮机工作人员值班，无人机舱是未来船舶发展的方向之一。防止火灾发生是保证无人机舱安全稳定运行的重中之重，采用旋翼飞行器可实现无人机舱内的火灾检测。受无人机舱特殊的环境要求，无人机舱内存在大量的设备，使得地面突起不平，如果采用四旋翼飞行器进行监控，距地高度是一项重要的控制参数，需要对飞行器的距地高度进行精准控制，以便使其按设定高度飞行或停留在相应高度位置进行监控，避免飞行器与机舱内的设备发生碰撞。虽然四旋翼飞行器上设置有测距模块，但受飞行器姿态的影响，测距模块发出的光线通常不是竖直于地面的，会使测距模块测量的高度存在较大误差。即使考虑到飞行器姿态对测距模块发出光线方向的影响，计算过程中将测距光线的出射方向考虑进去，以获取精准的高度值。但在实际的运用过程中，受地面高低不平和地面上存在物体的影响，单个测距模块发出的光线时常会落到地面高点或物体上，导致高度测量结果不准确。当飞行器发现火灾时，需要对火灾进行准确的跟踪，以便将火灾的实时图像上传至监控室或相应移动终端，以便工作人员采取相应措施，及时对无人机舱内的火灾进行灭火作业。
技术实现思路
本技术为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器。本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，包括机架和设置于机架上的控制电路，机架的四周设置有4个旋翼，旋翼通过电机进行驱动；其特征在于：控制电路由主处理器及与其相连接的图像处理模块、陀螺仪、飞行控制模块、无线通信模块和无线图传模块组成，主处理器通过陀螺仪获取飞行器的姿态，通过无线通信模块与地面控制设备相通信；图像处理模块的输入端连接有用于火灾图像采集的红外摄像仪，主处理器通过无线图传模块将火灾报警信息进行远距离传输；飞行控制模块的输出经电子调速器对4个电机的运行状态进行控制；所述主处理器连接有用于测量机架距离地面高度的激光测距模块，激光测距模块的输入端连接有多个朝向不同方向的测距探头。本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，所述测距探头的数量为5个，当机架处于与水平面相平时，5个测距探头中，一个测距探头位于中间且测距方向垂直朝下，其余4个测距探头分别位于中间探头的正前、正后、正左和正右方，且测距方向与中间探头的测距方向成一定角度的夹角。本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，所述主处理器采用型号为STM32F103ZDT6的芯片，陀螺仪采用型号为GY-80的九轴传感器。本技术的有益效果是：本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，由机架、主处理器、红外摄像仪、飞行控制模块测距模块组成，通过设置多个朝向不同方向的测距探头，可获取飞行器距离地面高度的真实值，避免了以往采用单个测距探头易受地面突起或物体影响而导致高度测量不准确情况的发生，使其更加适用于舶无人机舱内的巡视。附图说明图1为本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器的结构图；图2为本技术的四旋翼飞行器中控制电路的原理图。图中：1机架，2主处理器，3红外摄像仪，4图像处理模块，5飞行控制模块，6电子调速器，7电机，8激光测距模块，9电源模块，10测距探头，11旋翼，12物体，13地面突起，14陀螺仪，15无线通信模块，16无线图传模块。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1和图2所示，分别给出了本技术的船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器的结构图和控制电路的原理图，所示的四旋翼飞行器由机架1及设置于机架上的控制电路组成，所示的控制电路由主处理器2及与其相连接的图像处理模块4、激光测距模块8、陀螺仪14、无线通信模块15、飞行控制模块5、无线图传模块16和电源模块9组成，主处理器2具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，图像处理模块4的输入端连接有红外摄像仪3，主处理器2通过红外摄像仪3采集火灾的图像信息。主处理器2通过陀螺仪14可获取四旋翼飞行器的姿态信息，如飞行器的俯仰角、横滚角和偏航角，通过无线通信模块15实现与地面控制设备的通信，以便地面控制设备对飞行器的飞行状态进行控制，主处理器2通过无线图传模块16可将采集的图像信息发送至远端的监控设备。电源模块9用于给各模块和电机7的工作提供稳定的电压。所示机架1周围的四个角上设置有旋翼11，4个旋翼7经4个电机7（前电机、后电机、左电机和右电机）进行驱动；主处理器2经飞行控制模块5和电器调速器6对电机7的转速进行控制。激光测距模块8连接有5个测距探头10（分别为第一、第二、第三、第四和第五测距探头），当机架1处于与水平面相平时，5个测距探头10中，一个测距探头10位于中间且测距方向垂直朝下，其余4个测距探头10分别位于中间探头的正前、正后、正左和正右方，且测距方向与中间探头的测距方向成一定角度的夹角。这样，通过设置多个朝向不同的测距探头，避免了以往采用单个测距探头10时，易受表面物体12和地面突起13影响而导致所测量的距地高度不准确的情形。所示的主处理器2可采用型号为STM32F103ZDT6的芯片，红外摄像仪可采用型号为OV7725的集成模块，OV7725的集成模块具有二值图像转化功能，可将采用的图像转换为二值图像并输出。陀螺仪可采用型号为GY-80的九轴传感器，以方便对四旋翼飞行器姿态信息的测量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，包括机架（1）和设置于机架上的控制电路，机架的四周设置有4个旋翼（11），旋翼通过电机（7）进行驱动；其特征在于：控制电路由主处理器（2）及与其相连接的图像处理模块（4）、陀螺仪（14）、飞行控制模块（5）、无线通信模块（15）和无线图传模块（16）组成，主处理器通过陀螺仪获取飞行器的姿态，通过无线通信模块与地面控制设备相通信；图像处理模块的输入端连接有用于火灾图像采集的红外摄像仪（3），主处理器通过无线图传模块将火灾报警信息进行远距离传输；飞行控制模块的输出经电子调速器（6）对4个电机的运行状态进行控制；所述主处理器连接有用于测量机架距离地面高度的激光测距模块（8），激光测距模块的输入端连接有多个朝向不同方向的测距探头（10）。

【技术特征摘要】
1.一种船舶无人机舱火灾巡检用四旋翼飞行器，包括机架（1）和设置于机架上的控制电路，机架的四周设置有4个旋翼（11），旋翼通过电机（7）进行驱动；其特征在于：控制电路由主处理器（2）及与其相连接的图像处理模块（4）、陀螺仪（14）、飞行控制模块（5）、无线通信模块（15）和无线图传模块（16）组成，主处理器通过陀螺仪获取飞行器的姿态，通过无线通信模块与地面控制设备相通信；图像处理模块的输入端连接有用于火灾图像采集的红外摄像仪（3），主处理器通过无线图传模块将火灾报警信息进行远距离传输；飞行控制模块的输出经电子调速器（6）对4个电机的运行状态进行控制；所述主处理器连接有用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣强，潘为刚，徐丽娜，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：新型
国别省市：山东,37