[发明专利]一种多旋翼无人机多设备多传感器集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成系统，特别涉及一种多旋翼无人机多设备多传感器集成系统。

背景技术

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。

但现有的无人机应用比较单一，缺少综合运用和可扩展的功能，导致应用场景有限，无人机的使用效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以提供多设备多传感器的集成系无人机系统，可以适用于多种应用场合。

本发明通过以下技术方案实现上述功能。

一种多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，包括以下部件：控制核心模块，GPS模块、字符叠加模块、摄像机、三维激光扫描仪，环境监测模块、脉宽检测接口、外部Flash模块、串口输出3.3v转5v模块以及云端控制中心，所述环境监测模块，包括基于二维面状航拍作业模式的热红外成像仪和微波辐射仪以及基于泵吸式点状采样监测模式的机载气体监测设备。

所述三维激光扫描仪设置在无人机主体上，通过数据线与控制核心模块连接，控制核心模块内设有读取三维激光扫描仪图像信息的解码、存储装置；所述摄像机安装在无人机的云台上，云台可绕第一转轴相对于无人机本体360°旋转；

所述控制核心模块集成于核心板，核心板安装于无人机上，核心板选择低功耗微处理器，作为集成系统的控制中心，对无人机的飞行、三维激光扫描仪扫描、摄像机拍摄以及环境信息监测模块进行控制，对GPS模块采集数据进行分析和处理，与云端控制中心进行连接和数据通信；具有环境数据采集分析模块，对所述的环境信息监测模块采集的数据进行收集和分析，并传送给云端控制中心。

所述控制核心模块包括：STM32系列微处理器，连接PCB板上的其他模块，作为核心的数据收发控制中心；供电及下载电路：以CH340芯片为核心，为整个芯片提供5v和3.3v的稳压电源。

所述脉宽检测模块通过TLP521芯片能检测脉冲宽度、频率，并返回相关数据给出拍摄的起始信号；

所述字符叠加模块将采集到的经纬度信息通过该模块叠加到拍摄和扫描到到的图像上，并返回至云端，该模块能在图像上叠加字符，生成一张全新的图片，帮助用户更好的识别图像信息；

所述GPS模块通过800系列GPS芯片能实时提取到当前的经纬度数值并返回给微处理器，再经由微处理器发送至字符叠加模块；

所述外部flash模块以W25X16为核心提供外部flash；

所述串口输出3.3v转5v模块以SN74HC245DW芯片为核心；

所述云端控制中心通过无线通信与控制核心模块相连，通过控制模块，制定地理测绘、环境监测计划，控制无人机的飞行和完成特定地区的地理信息的测绘以及环境信息的监测，同时接受控制模块返回的照片和扫描三维图像，并通过数据和图像处理实现展示地理测绘和环境数据预览图等功能。

其中云端控制中心包括以下模块：

在线实时视频预览模块：在线实时预览视频，连接摄像头、断开摄像头和启动/停止监控航拍点；

网格设置模块：通过航拍网格设置模块设置无人机每次需要拍摄的网格数，即需要拼接的图像张数，便可以控制拍摄图像的张数，当张数越多，即拼接后的图像便越大，视角也越广，在每次拍摄完设置后的网格数量所对应的图片后，便会开始对存储的图像进行拼接，拼接完成后，会对生成的广角大视野图像进行拼接输出存储在本地硬盘上；

参数设计模块：在无人机起飞前，通过此串口模块配置无人机拍照距离，包含横向拍照距离、横向拍照点数、纵向拍照距离、横向拍照点数等。此模块打通了串口通信，对于各种参数的计算需要根据无人机的实际情况进行计算；

航行轨迹模块：通过无人机航行轨迹模块，直接加载地图，将飞行的轨迹路径，在地图上标定出来，使用户可以对待测绘和监测区域以及无人机测绘轨迹清晰明了的查看；