一种用于室内模拟无人机建图的实验系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机室内模拟技术领域，本发明专利技术公开了一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，包括固定在室内顶面的无障碍运动载面和运动在所述无障碍运动载面下方的万向运动模块，所述万向运动模块顶部固定连接有顶吸式连接模块，所述顶吸式连接模块与所述磁吸式平面磁性连接，所述万向运动模块与所述磁吸式平面接触；采用磁吸式结构使顶吸式连接模块与无障碍运动载面之间形成吸力，同时在克服重力的基础上使运动轮与无障碍运动载面之间通过压力产生摩擦力，从而通过万向运动模块实现高自由度运动，支撑龙骨与磁吸式平面的配合，使磁吸式平面平坦，万向运动模块运动时不会产生高度变化，因此无人机的高度参数不需要进行修正，提高实验结果的准确度。提高实验结果的准确度。提高实验结果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内模拟无人机建图的实验系统


[0001]本专利技术涉及无人机室内模拟
，具体是一种用于室内模拟无人机建图的实验系统。

技术介绍

[0002]无人机模拟建图，主要通过无人机的飞行运动，带动云台摄像机位于采集点的上方获取图像，在模拟实验过程中，无人机位于上方，而下方为提前制备的障碍体，由于室内实验，此时室内顶部为封闭结构，因此无人机的飞行控制比较困难，从而需要设置特殊的能够代替无人机的运动的装置；
[0003]由于无人机的运动自由度很高，为了满足无人机的高自由度运动，目前最常用的为索道，索道分为单索道、双索道和四牵引索道，单索道往往为单条绳索，通过驱动器在索道上水平运动，带动无人机单向运动，该方式导致无人机的飞行方向单一，不满足飞行器的高自由度飞行，同时当无人机运动至中央位置时，受到重力影响，索道会向下弯曲，此时需要对无人机的高度进行修正；
[0004]双索道同样需要修正，但是与单索道不同的时，单索道可以在与索道垂直的方向的运动，从而实现X向、Y向的运动，控制索道倾斜运动时，通过驱动器带动飞行器在X向运动的同时Y向也发生运动；
[0005]四牵引索道则是通过四个绳索固定在无人机的四向，通过四个牵引绳的协同配合，通过收线、放线实现高自由度运动，但是该系统成本太高，主要应对于大面积的图像采集，同时依然需要对飞行器高度与索道形变下降之间进行修正，应用于实验中并不符合使用需求；
[0006]而单索道、双索道需要进行二次修正，比较麻烦，应用于实验中等同于增加了其他的影响因素。
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技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，包括固定在室内顶面的无障碍运动载面和运动在所述无障碍运动载面下方的万向运动模块；
[0010]所述无障碍运动载面包括磁吸式平面以及固定连接在所述磁吸式平面的顶部与室内顶面固定的支撑龙骨，保证所述磁吸式平面平整度；
[0011]所述万向运动模块顶部固定连接有顶吸式连接模块，所述顶吸式连接模块与所述磁吸式平面磁性连接，所述顶吸式连接模块与所述磁吸式平面不接触，所述万向运动模块与所述磁吸式平面接触，所述顶吸式连接模块与所述磁吸式平面克服重力后的吸力为所述万向运动模块与所述磁吸式平面的接触压力；
[0012]所述万向运动模块的底部安装有无人机运动倾角模块，所述无人机运动倾角模块的底部通过四个牵引绳固定连接有无人机载体模块，所述无人机运动倾角模块根据所述顶吸式连接模块的运动方向调整所述无人机载体模块的倾斜位置，所述无人机载体模块的底部安装有图像采集模块。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述磁吸式平面的底面固定连接有两个平行分布的防坠单向导杆，两个所述防坠单向导杆之间滑动连接有两个防坠索，所述防坠索的两端均通过C形环与所述防坠单向导杆滑动连接。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述无人机运动倾角模块的外部固定连接有转向连接防干涉环，所述转向连接防干涉环的周侧转动连接有转动环，所述转动环上固定连接有两个穿索环，所述穿索环套设在所述防坠索的外部。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述万向运动模块包括运动轮、驱动马达、变向马达，所述运动轮固定连接在所述驱动马达的输出端，通过所述驱动马达为所述运动轮提供前进动力，所述变向马达用于调整所述运动轮的运动方向。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述无人机运动倾角模块内部安装有四个用于收卷所述牵引绳的收卷电机，所述牵引绳的另一端固定连接在所述无人机载体模块的四端。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述万向运动模块内安装有用于读取所述变向马达运动角度的运动方向读取模块，所述运动方向读取模块将数据传输至处理器，通过所述处理器对所述运动方向读取模块的数据处理后，通过控制器控制所述无人机运动倾角模块调整所述无人机载体模块的运动倾斜方向。
[0018]作为本专利技术再进一步的方案：所述无人机载体模块还包括快速运动角度调节控制筒、固定顶杆、弧形外套筒、底连接杆，所述固定顶杆固定连接在所述无人机运动倾角模块的下方，所述底连接杆通过磁吸连接盘磁性吸附在所述无人机载体模块的上方，所述固定顶杆底部固定连接有半球外套壳，所述底连接杆顶部固定连接有球型连接器，所述球型连接器与所述半球外套壳转动连接，所述半球外套壳底部固定连接有若干个环形分布的牵引弹力绳，所述牵引弹力绳端部分别固定连接在所述球型连接器的顶面，通过所述牵引弹力绳的牵引力，使所述底连接杆在静态下与所述固定顶杆保持垂直，所述快速运动角度调节控制筒套设在所述固定顶杆外部，所述快速运动角度调节控制筒顶部固定连接有齿轮环，所述快速运动角度调节控制筒外部固定连接有内弧板，所述底连接杆外部固定连接有所述弧形外套筒，所述弧形外套筒底端固定连接有与所述底连接杆转动连接的外套环，所述弧形外套筒与所述内弧板通过复位弹簧弹性连接。
[0019]作为本专利技术再进一步的方案：所述固定顶杆、所述半球外套壳、所述球型连接器、所述底连接杆底部均开设有用于所述牵引绳穿过的通孔，所述牵引绳固定连接在所述无人机载体模块顶部。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]采用磁吸式结构使顶吸式连接模块与无障碍运动载面之间形成吸力，同时在克服重力的基础上使运动轮与无障碍运动载面之间通过压力产生摩擦力，从而通过万向运动模块实现高自由度运动，并且无障碍运动载面不会出现对万向运动模块的运动产生阻碍，符合无人机的高自由度运动需求，并且由于支撑龙骨与磁吸式平面的配合，使磁吸式平面平坦，万向运动模块运动时不会产生高度变化，因此无人机的高度参数不需要进行修正，从而
减少实验中的影响因素，提高实验结果的准确度；
[0022]利用无人机运动倾角模块对四个牵引绳的释放，首先可以实现无人机的上下高度调节，调节的目的为了模拟低位、高位的拍摄变换需求，同时通过四个牵引绳的独立释放收卷使无人机可以随着万向运动模块的运动发生倾斜动作，使模拟效果更加真实，在应对快速机动姿态模拟过程中，利用飞行惯性通过对万向结构进行定向限位，通过定向限位与运动轮方向转轴连接，使定向速度快速变化，实现飞机器的姿态快速反应，使实验可以更加真实的模拟两种飞行情况；
[0023]同时利用转向连接防干涉环与防坠单向导杆配合防坠索的设置，使整个系统的安全性大幅度提升。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为一种用于室内模拟无人机建图的实验系统的流程示意图；
[0026]图2为一种用于室内模拟无人机建图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，其特征在于：包括固定在室内顶面的无障碍运动载面(1)和运动在所述无障碍运动载面(1)下方的万向运动模块(3)；所述无障碍运动载面(1)包括磁吸式平面(11)以及固定连接在所述磁吸式平面(11)的顶部与室内顶面固定的支撑龙骨(12)，保证所述磁吸式平面(11)平整度；所述万向运动模块(3)顶部固定连接有顶吸式连接模块(2)，所述顶吸式连接模块(2)与所述磁吸式平面(11)磁性连接，所述顶吸式连接模块(2)与所述磁吸式平面(11)不接触，所述万向运动模块(3)与所述磁吸式平面(11)接触，所述顶吸式连接模块(2)与所述磁吸式平面(11)克服重力后的吸力为所述万向运动模块(3)与所述磁吸式平面(11)的接触压力；所述万向运动模块(3)的底部安装有无人机运动倾角模块(4)，所述无人机运动倾角模块(4)的底部通过四个牵引绳(41)固定连接有无人机载体模块(5)，所述无人机运动倾角模块(4)根据所述顶吸式连接模块(2)的运动方向调整所述无人机载体模块(5)的倾斜位置，所述无人机载体模块(5)的底部安装有图像采集模块(6)。2.根据权利要求1所述的一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，其特征在于：所述磁吸式平面(11)的底面固定连接有两个平行分布的防坠单向导杆(8)，两个所述防坠单向导杆(8)之间滑动连接有两个防坠索(82)，所述防坠索(82)的两端均通过C形环(81)与所述防坠单向导杆(8)滑动连接。3.根据权利要求2所述的一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，其特征在于：所述无人机运动倾角模块(4)的外部固定连接有转向连接防干涉环(9)，所述转向连接防干涉环(9)的周侧转动连接有转动环(91)，所述转动环(91)上固定连接有两个穿索环(92)，所述穿索环(92)套设在所述防坠索(82)的外部。4.根据权利要求1所述的一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，其特征在于：所述万向运动模块(3)包括运动轮(31)、驱动马达(32)、变向马达(33)，所述运动轮(31)固定连接在所述驱动马达(32)的输出端，通过所述驱动马达(32)为所述运动轮(31)提供前进动力，所述变向马达(33)用于调整所述运动轮(31)的运动方向。5.根据权利要求1所述的一种用于室内模拟无人机建图的实验系统，其特征在于：所述无人机运动倾角模块(4)内部安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超省，王延烽，郝学兵，周祖安，李静，张林，张耀飞，韩雪，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：