一种无人机激光眩目系统及其损伤阈值的控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机激光眩目系统，包括自带飞控系统和激光眩目器的多旋翼无人机，在所述多旋翼无人机上设置有与地面操作系统相配合的嵌入式控制模块，以及用于实时采集图像信息的高清高倍率摄像头，所述嵌入式控制模块将图像信息传至地面操作系统，所述地面操作系统根据图像信息通过所述嵌入式控制模块控制所述激光眩目器的激光输出；利用高清高倍率摄像头上CCD图像传感器的成像原理，估算无人机与拒止人员之间的距离，并控制激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，确保激光能量密度不超过人眼的损伤阈值，避免激光对人眼造成损伤，无需配装测距系统，减轻了无人机的负重，提高无人机的续航能力，扩大了无人机的巡视范围。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机激光眩目系统及其损伤阈值的控制方法
本专利技术涉及激光拒止
，具体为一种无人机激光眩目系统及其损伤阈值的控制方法。
技术介绍
532nm激光在直射眼睛时能够使眼睛短暂性失明和感到眩晕，从而可以快速制敌而不伤害人身安全，在公安、武警、私人防卫、反恐等领域有广泛的市场以及使用价值。但现有技术的激光炫目技术存在以下不足之处的问题：如申请号为CN201520194460.2，专利名称为一种战术眩目无人机的专利，其利用多轴飞行器搭载激光炫目器，实现快速空中飞行，抵达歹徒近距离，开展激光炫目战术进攻，使歹徒暂时失去视觉能力，从而赢得抓捕歹徒有利时机，在技术方案没有明确提出战术眩目无人机输出的激光作用到人眼的激光能量密度，激光眩目器发出的532nm激光能量密度过高会对人眼造成永久性伤害；又如在论文《振镜式激光眩目器光学变焦设计》中，根据光能量衰减原理和人眼生理构造，利用光学设计软件ZEMAX对光学调焦进行了仿真模拟，计算了振镜式激光眩目器的有效距离和光斑面积，虽然可以保证激光能量不会造成人眼永久损伤，但是，激光眩目器在采用该结构方案后，体积和重量相对较大，对无人机的续航产生影响。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种无人机激光眩目系统及其控制方法，利用高清高倍率摄像头上CCD图像传感器的成像原理，估算无人机与拒止人员之间的距离，并通过设定的程序根据距离来自动控制激光眩目器的激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，确保激光作用到人眼的激光能量密度不超过人眼的损伤阈值，避免了激光作用对人眼造成的损伤，无需配装测距系统，减轻了无人机的负重，显著提高无人机的续航能力，进而扩大了无人机的巡视范围，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、地面操控系统控制多旋翼无人机起飞后，通过多旋翼无人机上的高清高倍率摄像头拍摄实时图像信息，并将其实时传回地面操控系统；步骤200、地面操控系统对图像进行识别和处理后完成对拒止人员的搜索和锁定；步骤300、预估多旋翼无人机与拒止人员的距离，根据预估的距离并依据设定的程序计算激光炫目器的激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，不超过人眼的损伤阈值。进一步地，所述步骤300还包括多旋翼无人机与拒止人员之间距离的预估方法：高清高倍率摄像头拍摄拒止人员的图像，基于CCD图像传感器的成像原理，通过锁定拒止人员的成像图像占据CCD图像传感器的成像像素个数来估算多旋翼无人机与拒止人员之间的距离范围。进一步地，所述步骤100还包括：所述实时图像信息通过多旋翼无人机上的嵌入式控制模块采用无线通信方式实时传回地面操控系统。进一步地，所述无线通信方式包括4G、5G、WIFI通信方式。进一步地，所述高清高倍率摄像头可三自由度旋转进行图像拍摄。另外，本专利技术还提供了一种无人机激光眩目系统，包括自带飞控系统和激光眩目器的多旋翼无人机，在所述多旋翼无人机上设置有与地面操作系统相配合的嵌入式控制模块，以及用于实时拍摄图像信息的高清高倍率摄像头；所述嵌入式控制模块将实时图像信息传至地面操作系统，所述地面操作系统根据实时图像信息通过所述嵌入式控制模块控制所述激光眩目器的激光输出。进一步地，在所述多旋翼无人机上还设置有用于安装所述激光眩目器、高清高倍率摄像头的三轴云台，所述地面操作系统与嵌入式控制模块配合控制三轴云台的旋转。进一步地，所述地面操作系统装配在操作终端上，所述操作终端为电脑、iPad或手机中的任意一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用高清高倍率摄像头上CCD图像传感器的成像原理，根据锁定的拒止人员的成像图像占据高清高倍率摄像头CCD图像传感器的成像像素个数，来估算多旋翼无人机到人员的距离，地面操控系统自动控制激光眩目器的激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，确保532nm激光作用到人眼的激光能量密度不超过人眼的损伤阈值，而且，无人机激光眩目器光学设计简单，无需配装测距系统，减轻了无人机的负重，显著提高无人机的续航能力，进而扩大了无人机的巡视范围，对误闯敏感区域的人员进行威慑、驱离，进而保障大型集会、运动会、机场、军事基地、政府要地等场所的安全稳定，符合目前反恐维稳的需求。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图；图2为本专利技术的控制方式流程图。图中标号：1-多旋翼无人机；2-三轴云台；3-嵌入式控制模块；4-高清高倍率摄像头；5-激光眩目器；6-地面操控系统；7-操作终端；8-无线通讯。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种无人机激光眩目系统，包括自带飞控系统和激光眩目器5的多旋翼无人机1，在所述多旋翼无人机1上设置有与地面操作系统6相配合的嵌入式控制模块3，以及用于实时拍摄图像信息的高清高倍率摄像头4。所述嵌入式控制模块3将实时图像信息传至地面操作系统6，所述地面操作系统6根据实时图像信息通过所述嵌入式控制模块3控制所述激光眩目器5的激光输出，从而实现数据传输。在所述多旋翼无人机1上还设置有用于安装所述激光眩目器5、高清高倍率摄像头4的三轴云台2，所述地面操作系统6与嵌入式控制模块3配合控制三轴云台2的旋转，从而使得所述高清高倍率摄像头可三自由度旋转进行图像拍摄。所述地面操作系统6装配在操作终端7上，所述操作终端7为电脑、iPad或手机中的任意一种。进一步说明的是，多旋翼无人机1是除了操作终端7之外所有设备的载体，其自身配装的飞控系统与地面操控系统6配合，完成多旋翼无人机1上的各类状态数据的互传，并且根据地面操控系统6的指令控制多旋翼无人机1按照航程完成起飞、飞行和降落动作，并不断检测飞行器状态，出现紧急情况立即执行避险动作。所述嵌入式控制模块3通过地面操控系统6的指令控制三轴云台2的X轴、Y轴、Z轴三个自由度的旋转、高清高倍率摄像头4的图像传输和激光眩目器5的激光出光。三轴云台2是高清高倍率摄像头4和激光眩目器5的安装载体，并根据控制指令完成X轴、Y轴、Z轴三个自由度的旋转动作。地面操控系统6配装在操作终端7上，该操作终端7为便携式终端，具体包括电脑、Pad、手机等操作设备，通过该操作终端完成与多旋翼无人机1的飞控系统和嵌入式控制模块3的控制指令和图像信息的交互。如图2所示，本专利技术提供了一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，包括如下步骤：步骤100、地面操控系统控制多旋翼无人机起飞后通过高清高倍率摄像头拍摄实时图像信息，并将其实时传回地面操控系统。所述步骤100还包括：所述图像信息通过多旋翼无人机上的嵌入式控制模块采用无线通信方式传回地面操控系统，所述无线通信方式包括4G、5G、WIFI通信方式。地面操控系统6控制多旋翼无人机1起飞后，地面操控系统6通过与飞控系统和嵌入式控制模块3配合控制其航线以及三轴云台2在X轴、Y轴、Z轴三个自由度的旋转，嵌入式控制模块3通过无线通讯8将高清高倍率摄像头4拍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、地面操控系统控制多旋翼无人机起飞后，通过多旋翼无人机上的高清高倍率摄像头拍摄实时图像信息，并将其传回地面操控系统；步骤200、地面操控系统对实时图像进行识别和处理后完成对拒止人员的搜索和锁定；步骤300、预估多旋翼无人机与拒止人员的距离，根据预估的距离并依据设定的程序计算激光炫目器的激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，不超过人眼的损伤阈值。

【技术特征摘要】
1.一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、地面操控系统控制多旋翼无人机起飞后，通过多旋翼无人机上的高清高倍率摄像头拍摄实时图像信息，并将其传回地面操控系统；步骤200、地面操控系统对实时图像进行识别和处理后完成对拒止人员的搜索和锁定；步骤300、预估多旋翼无人机与拒止人员的距离，根据预估的距离并依据设定的程序计算激光炫目器的激光输出功率或动态调整激光对人眼的作用距离，不超过人眼的损伤阈值。2.根据权利要求1所述的一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，其特征在于，所述步骤300还包括多旋翼无人机与拒止人员之间距离的预估方法：高清高倍率摄像头拍摄拒止人员的图像，基于CCD图像传感器的成像原理，通过锁定拒止人员的成像图像占据CCD图像传感器的成像像素个数来估算多旋翼无人机与拒止人员之间的距离范围。3.根据权利要求1所述的一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方法，其特征在于，所述步骤100还包括：所述实时图像信息通过多旋翼无人机上的嵌入式控制模块采用无线通信方式传回地面操控系统。4.根据权利要求3所述的一种无人机激光眩目损伤阈值的控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸民，唐玮，黄心入，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11