一种基于无人机的环境支持系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机的环境支持系统及其应用方法，属于无人机领域，系统包括无人机和支架，无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；系留设备用于系留无人机；扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，计算设备用于根据扫描信息进行场景建模并控制无人机的飞行，以及用于接收由无人机的探测设备获取的探测信息；供电设备与扫描设备以及计算设备电性连接以进行供电。本发明专利技术设计合理且易于操作，通过对场景进行建模，从而实现对无人机的自动控制，可以解放人力，实现多机协同工作的目的，并且易于单人携带，适用于多种场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的环境支持系统及其应用方法
本专利技术涉及无人机
，特别涉及一种基于无人机的环境支持系统及其应用方法。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。采用低成本小型无人机对目标进行跟踪监视，以及对环境信息进行收集，在军事和安全领域具有广泛的应用需求。现有技术中，由于小型无人机的单机信息收集能力有限，因此常常需要多个无人机进行协作。但是，操作者难以同时对多个无人机进行操作，也难以携带较多数量的无人机，并且现有的对无人机进行支持的工作站都是固定式或者车载式的，难以在复杂地形及环境下进行无人机保障作业。
技术实现思路
针对现有技术存在的多个小型无人机协同工作时难以进行操作，以及无法在复杂地形及环境下进行支持保障的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于无人机的环境支持系统及其应用方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一方面，本专利技术提出一种基于无人机的环境支持系统，包括无人机和支架，所述无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；所述支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；所述系留设备用于系留无人机；所述扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；所述计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，所述计算设备用于根据所述扫描信息进行场景建模并控制所述无人机的飞行，以及用于接收由所述无人机的探测设备获取的探测信息；所述供电设备与所述扫描设备以及所述计算设备电性连接以进行供电。优选的，所述系留设备为设置在所述支架上的挂钩，所述无人机上设置有与所述挂钩配合使用的挂耳。优选的，所述供电设备包括电池盒以及安装在所述电池盒内的电池；其中，所述电池盒包括盒体以及滑动连接在所述盒体内的电池架，所述盒体上设置有开口以供所述电池架出入，且所述开口上可拆卸连接有封盖，所述电池架上设置有电池安装槽；所述盒体与所述电池架之间还连接有锁定结构以使所述电池架相对所述盒体滑动后可锁定；所述锁定结构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮、相互啮合的传动螺母和传动螺杆以及传动轴；所述主动齿轮通过主动轴可转动连接在所述盒体上，所述从动齿轮通过从动轴可转动连接在所述盒体上；所述传动螺母固定在所述从动轴与所述电池架中的一个上，所述传动螺杆固定在所述从动轴与所述电池架的另一个上；所述传动轴可转动连接在所述电池架上，且所述传动轴与所述主动轴中的一个上设置有用于传递扭矩的传动部，所述传动轴与所述主动轴中的另一个上设置有与所述传动部相适配的承接凹槽；其中，所述主动齿轮、所述传动螺杆以及所述传动轴均平行于所述电池架的滑动方向。优选的，所述支架为穿戴式支架，所述穿戴式支架包括背部支架和腿部支架，所述背部支架与所述腿部支架通过连接结构连接；所述连接结构包括万向连接件、充气支撑、充放气装置和两个支撑板；两个所述支撑板分别固定连接在所述背部支架和所述腿部支架上；所述万向连接件连接在两个所述支撑板之间；所述充气支撑有多个，且多个所述充气支撑围绕所述万向连接件分布；所述充放气装置安装在所述支撑板、所述背部支架或者所述腿部支架上，且每个所述充气支撑均与所述充放气装置连接。另一方面，本专利技术还提供一种上述系统的应用方法，包括以下步骤：响应于启动信号，计算设备根据所述启动信号中携带的模式选择信息执行操作，所述模式选择信息包括扫描模式和无人机模式；在所述扫描模式下：扫描设备扫描周围环境后获取扫描信息，计算设备接收所述扫描信息，并根据所述扫描信息进行建模，获得场景模型；在所述无人机模式下：计算设备控制无人机起飞，并对无人机进行定位，再根据定位结果以及预设的编队方案控制无人机在距离计算设备第一阈值范围内进行编队飞行；无人机飞行过程中，计算设备根据所述扫描模式下得到的所述场景模型对无人机进行操控以躲避障碍物，同时接收无人机的探测设备获取的探测信息。优选的，所述计算设备对无人机进行定位的步骤包括：计算设备接收由无人机发出的所述定位信号，并对所述定位信号进行信号方向和信号强度的计算，从而获得无人机的方位和距离信息，实现对无人机的定位。进一步的，所述系统还包括显示设备，所述方法还包括：在所述扫描模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述系统的位置；在所述无人机模式下：计算设备将所述场景模型呈现在所述显示设备上，并在所述场景模型中标记所述系统以及所述无人机的位置，同时计算设备将所述探测信息呈现在所述显示设备上。优选的，在所述无人机模式下，所述预设的编队方案存储在计算设备的存储器中。进一步的，所述系统还包括多个捕捉点，所述计算设备的存储器中关联存储有捕捉点姿势以及对应的无人机编队方案；在无人机模式下，所述方法还包括：检测捕捉点的状态，由计算设备对捕捉点的状态进行处理并判断捕捉点是否构成捕捉点姿势，是则获取与所述捕捉点姿势关联存储的无人机编队方案，并由计算设备控制无人机按照所述无人机编队方案进行编队飞行。优选的，所述捕捉点的状态由无人机上搭载的探测设备进行检测，或者，所述捕捉点的状态由设置在所述支架上的检测装置进行检测。采用上述技术方案，由于支持系统的设置，使得在使用时，通过携带支架及其上安装的设备，能够对无人机进行系留、控制以及供电，另外，还可以根据扫描到的环境信息操控无人机进行必要的规避，保证飞行安全的同时，继续接收多个无人机所获取的探测信息。附图说明图1为本专利技术一种基于无人机的环境支持系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例一中连接结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例一中万向连接件的另一种结构示意图；图4为沿图2中A-A线的剖视图；图5为本专利技术实施例一中充气气囊的另一种结构示意图；图6为本专利技术实施例一中充放气装置与充气支撑的连接示意图；图7为本专利技术实施例二中供电设备的结构示意图；图8为图7中B-B线的剖视图；图9为图7中C处的局部放大图；图10为图7中D-D线的剖视图；图11为本专利技术一种基于无人机的环境支持系统的应用方法流程图。图中:1-无人机、2-支架、21-背部支架、22-腿部支架、23-连接结构、24-万向连接件、241-连接杆、242-万向关节、243-卡扣组件、244-扣体、245-卡接件、25-充气支撑、251-支撑座、252-充气气囊、26-充气装置、261-气泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机的环境支持系统，其特征在于：包括无人机和支架，所述无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；所述支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；所述系留设备用于系留无人机；所述扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；所述计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，所述计算设备用于根据所述扫描信息进行场景建模并控制所述无人机的飞行，以及用于接收由所述无人机的探测设备获取的探测信息；所述供电设备与所述扫描设备以及所述计算设备电性连接以进行供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的环境支持系统，其特征在于：包括无人机和支架，所述无人机上至少搭载有用于获取声、光、和/或电磁信息的探测设备；所述支架上安装有系留设备、扫描设备、计算设备和供电设备；所述系留设备用于系留无人机；所述扫描设备用于扫描周围环境以获取扫描信息；所述计算设备包括处理器、存储器和通讯模块，所述计算设备用于根据所述扫描信息进行场景建模并控制所述无人机的飞行，以及用于接收由所述无人机的探测设备获取的探测信息；所述供电设备与所述扫描设备以及所述计算设备电性连接以进行供电。


2.根据权利要求1所述的基于无人机的环境支持系统，其特征在于：所述系留设备为设置在所述支架上的挂钩，所述无人机上设置有与所述挂钩配合使用的挂耳。


3.根据权利要求1所述的基于无人机的环境支持系统，其特征在于：所述供电设备包括电池盒以及安装在所述电池盒内的电池；其中，所述电池盒包括盒体以及滑动连接在所述盒体内的电池架，所述盒体上设置有开口以供所述电池架出入，且所述开口上可拆卸连接有封盖，所述电池架上设置有电池安装槽；所述盒体与所述电池架之间还连接有锁定结构以使所述电池架相对所述盒体滑动后可锁定；所述锁定结构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮、相互啮合的传动螺母和传动螺杆以及传动轴；所述主动齿轮通过主动轴可转动连接在所述盒体上，所述从动齿轮通过从动轴可转动连接在所述盒体上；所述传动螺母固定在所述从动轴与所述电池架中的一个上，所述传动螺杆固定在所述从动轴与所述电池架的另一个上；所述传动轴可转动连接在所述电池架上，且所述传动轴与所述主动轴中的一个上设置有用于传递扭矩的传动部，所述传动轴与所述主动轴中的另一个上设置有与所述传动部相适配的承接凹槽；其中，所述主动齿轮、所述传动螺杆以及所述传动轴均平行于所述电池架的滑动方向。


4.根据权利要求1所述的基于无人机的环境支持系统，其特征在于：所述支架为穿戴式支架，所述穿戴式支架包括背部支架和腿部支架，所述背部支架与所述腿部支架通过连接结构连接；所述连接结构包括万向连接件、充气支撑、充放气装置和两个支撑板；两个所述支撑板分别固定连接在所述背部支架和所述腿部支架上；所述万向连接件连接在两个所述支撑板之间；所述充气支撑有多个，且多个所述充气支撑围绕所述万向连接件分布；所述充放气装置安装在所述支撑板、所述背部支架或者所述腿部...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承真，
申请(专利权)人：李承真，
类型：发明
国别省市：上海;31