一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪，包括：位置和姿态测量单元、数据存储单元、系统电路底板和GPS天线；位置和姿态测量单元分别与GPS天线和系统电路底板连接，系统电路底板与数据存储单元连接。其中，位置和姿态测量单元包括雷莫接头和GPS天线接口，用于测量无人机多相机的位置和姿态；数据存储单元包括：单片机模块、SD卡模块和USB通信模块；系统电路底板包括：通信端口模块、相机曝光反馈处理模块和电源稳压模块。本实用新型专利技术提供的一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪体积小、重量轻、便于安装和集成到无人机倾斜相机系统上，能够识别相机的曝光反馈信号并自主记录数据。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪
本技术涉及无人机领域，尤其是一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪。
技术介绍
在无人机倾斜摄影领域，为了数据处理的精度和工作效率，需要记录相机拍照时刻相机的位置和姿态数据，但由于倾斜相机一般是多相机系统，体积和重量都比较大，因而预留给位置和姿态测量系统的空间和载荷重量十分有限，传统的高精度光纤、激光惯导组成的测量系统无法满足其要求，并且价格十分昂贵，目前采用的解决方案存在只能测量位置信息或姿态信息、无法满足精度要求、设备不具备自主存储数据的功能等问题，针对获取无人机倾斜摄影高精度的位置和姿态数据，缺乏一个合理的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中无人机多相机位置和姿态测量记录仪体积大、重量大、测量精度差的不足，提供了一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪。为实现上述目的，本技术提供了一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪，包括：位置和姿态测量单元、数据存储单元、系统电路底板和GPS天线；位置和姿态测量单元与分别与GPS天线和系统电路底板连接，系统电路底板与数据存储单元连接；其中，位置和姿态测量单元包括雷莫接头和GPS天线接口，用于测量无人机多相机的位置和姿态，并通过系统电路底板将测量到的无人机多相机的位置和姿态数据保存至数据存储单元；数据存储单元包括：单片机模块、SD卡模块和USB通信模块；用于保存所述无人机多相机曝光时刻的位置和姿态数据；系统电路底板包括：通信端口模块、相机曝光反馈信号处理模块、电源稳压模块；相机曝光反馈信号处理模块用于处理无人机多相机的曝光反馈信号，并将处理后的曝光反馈信号作为相机曝光时刻的事件信号，发送至位置和姿态测量单元。优选的，位置和姿态测量单元包括三个MEMS加速度计、三个MEMS陀螺仪、MEMS三轴磁传感器、GNSS接收机和导航处理器。优选的，位置和姿态测量单元通过螺钉固定在系统电路底板上，并通过雷莫接头转5PIN插座与系统电路底板连接。优选的，数据存储单元通过直插式双排插针与系统电路底板连接，平行安装在系统电路底板上方。优选的，通信端口模块包括串口通信电路，将位置和姿态测量单元的TTL串口电平转换为RS232串口电平，获得DB9串口端口，通过RS232串口转USB线连接上位机软件，设置位置和姿态测量单元的运行平台、数据的输出内容、数据输出方式。优选的，测量记录仪还包括外壳，外壳上设置有外部电源接口、曝光反馈信号接口、电源开关、数据存储单元开关、DB9串口端口、GPS天线接口和指示灯。优选的，单片机模块包括一个ARM单片机芯片。优选的，GPS天线露天安装在无人机上。优选的，数据存储单元还包括MiniUSB接口，通过USB线连接MiniUSB接口读取SD卡模块的数据。优选的，还包括存储卡接口，通过存储卡接口将SD卡模块中的SD卡拔出，并通过读卡器进行读卡操作。本技术提供的一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪体积小、重量轻、便于安装和集成到无人机倾斜相机系统，能够识别相机的曝光反馈信号，且能自主记录数据，其数据精度符合倾斜摄影的精度需求，为倾斜摄影提供一套完善的解决方案。附图说明图1为本技术提供的无人机多相机位置和姿态测量记录仪结构示意图；图2为本技术提供的无人机多相机位置和姿态测量记录仪装配示意图；图3为图2所示的无人机多相机位置和姿态测量记录仪侧视图；图4为图2所示的无人机多相机位置和姿态测量记录仪侧视图；图5为图2所示的无人机多相机位置和姿态测量记录仪的立体图；图6为图2所示的无人机多相机位置和姿态测量记录仪的立体图；图7为图2所示的无人机多相机位置和姿态测量记录仪的俯视图；图8为本技术提供的无人机多相机位置和姿态测量记录仪组合示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本技术提供的无人机多相机位置和姿态测量记录仪结构示意图，如图1所示，该装置包括：位置和姿态测量单元、数据存储单元、系统电路底板和GPS天线；位置和姿态测量单元与分别与GPS天线和系统电路底板连接，系统电路底板与数据存储单元连接。其中，位置和姿态测量单元用于测量无人机多相机的位置和姿态，并通过系统电路底板将测量到的无人机多相机的位置和姿态数据保存至数据存储单元。位置和姿态测量单元包括雷莫接头和GPS天线接口，通过雷莫接头可以设置此单元的运行平台、数据输出内容、数据输出方式，灵活应用在不同无人机平台，例如固定翼飞机、旋翼飞机等；可设置数据的输出内容、输出方式。本系统应用中，需配置在接收到外部event信号时输出载体的位置、姿态数据，符合记录相机曝光时刻的位置和姿态数据的倾斜摄影需求。优选地，位置和姿态测量单元包括三个MEMS加速度计、三个MEMS陀螺仪、MEMS三轴磁传感器、GNSS接收机和导航处理器。上述位置和姿态测量单元的体积小、重量轻，便于安装集成，内部运行不同模式下的定位测姿算法，位置和姿态精度满足无人机倾斜摄影需求。数据存储单元包括：单片机模块、SD卡模块和USB通信模块；用于保存无人机多相机曝光时刻的位置和姿态数据。其中，单片机模块包括一个ARM单片机芯片。系统电路底板包括：通信端口模块、相机曝光反馈信号处理模块、电源稳压模块；相机曝光反馈信号处理模块用于处理无人机多相机的曝光反馈信号，并将处理后的曝光反馈信号作为相机曝光时刻的事件信号，发送至位置和姿态测量单元。上述通信端口模块包括串口通信电路，通过RS232串口通信接口对位置和姿态测量单元进行参数配置。具体地，串口通信电路通过将位置和姿态测量单元的TTL串口电平转换为RS232串口电平，获得DB9串口端口，通过串口转USB线连接上位机软件，设置位置和姿态测量单元的运行平台。上述相机曝光反馈信号处理模块，用于将原始的相机曝光反馈信号通过上拉处理，转化为可被位置和姿态测量单元识别的标准3.3V电平信号。位置和姿态测量单元会在识别到标准电平信号后自动输出当前时刻的某些已经配置的数据。优选地，位置和姿态测量单元通过螺钉固定在系统电路底板上，并通过雷莫接头转5PIN插座与系统电路底板连接。优选地，数据存储单元通过直插式双排插针与系统电路底板连接，平行安装在系统电路底板上方。上述电源稳压模块主要用于将12V外接电源稳压为8V和5V，为位置和姿态测量单元提供8V供电电压，为数据存储单元和指示灯提供5V供电电压。在一个例子中，测量记录仪还包括外壳，外壳上设置有外部电源和曝光反馈信号接口、电源开关、数据存储单元开关、DB9串口端口、GPS天线接口和指示灯。优选地，GPS天线露天安装在无人机上，保证不受遮挡的接收卫星信号。优选的，数据存储单元还包括MiniUSB接口，通过USB线连接MiniUSB接口读取SD卡模块的数据。优选的，还包括存储卡接口13，通过存储卡接口13将SD卡模块中的SD卡拔出，并通过读卡器进行读卡操作。本技术提供的一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪体积小、重量轻、便于安装和集成到无人机倾斜相机系统，能够识别相机的曝光反馈信号，且能自主记录数据，其数据精度符合倾斜摄影的精度需求，为倾斜摄影提供一套完善的解决方案。图2为本技术提供的无人机多相机位置和姿态测量记录仪装配示意图，如图2所示，无人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪，其特征在于，包括：位置和姿态测量单元(1)、数据存储单元(2)、系统电路底板(3)和GPS天线(4)；所述位置和姿态测量单元(1)分别与GPS天线(4)和所述系统电路底板(3)连接，所述系统电路底板(3)与所述数据存储单元(2)连接；其中，所述位置和姿态测量单元(1)包括雷莫接头(14)和GPS天线接口(11)，用于测量无人机多相机的位置和姿态，并通过系统电路底板(3)将测量到的无人机多相机的位置和姿态数据保存至数据存储单元(2)；所述数据存储单元(2)包括：单片机模块、SD卡模块和USB通信模块；用于保存所述无人机多相机曝光时刻的位置和姿态数据；所述系统电路底板(3)包括：通信端口模块、相机曝光反馈信号处理模块、电源稳压模块；其中，相机曝光反馈信号处理模块用于处理所述无人机多相机的曝光反馈信号，并将处理后的曝光反馈信号作为相机曝光时刻的事件信号，发送至所述位置和姿态测量单元(1)。

【技术特征摘要】
1.一种无人机多相机位置和姿态测量记录仪，其特征在于，包括：位置和姿态测量单元(1)、数据存储单元(2)、系统电路底板(3)和GPS天线(4)；所述位置和姿态测量单元(1)分别与GPS天线(4)和所述系统电路底板(3)连接，所述系统电路底板(3)与所述数据存储单元(2)连接；其中，所述位置和姿态测量单元(1)包括雷莫接头(14)和GPS天线接口(11)，用于测量无人机多相机的位置和姿态，并通过系统电路底板(3)将测量到的无人机多相机的位置和姿态数据保存至数据存储单元(2)；所述数据存储单元(2)包括：单片机模块、SD卡模块和USB通信模块；用于保存所述无人机多相机曝光时刻的位置和姿态数据；所述系统电路底板(3)包括：通信端口模块、相机曝光反馈信号处理模块、电源稳压模块；其中，相机曝光反馈信号处理模块用于处理所述无人机多相机的曝光反馈信号，并将处理后的曝光反馈信号作为相机曝光时刻的事件信号，发送至所述位置和姿态测量单元(1)。2.根据权利要求1所述的测量记录仪，其特征在于，所述位置和姿态测量单元(1)包括三个MEMS加速度计、三个MEMS陀螺仪、MEMS三轴磁传感器、GNSS接收机和导航处理器。3.根据权利要求1所述的测量记录仪，其特征在于，所述位置和姿态测量单元(1)通过螺钉固定在系统电路底板(3)上，并通过雷莫接头转5PIN插座(5)与系统电路底板(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶斯倩，黎东，左正立，祁增营，张建辉，王东明，
申请(专利权)人：中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11