一种弱光条件下工作的多传感器吊舱系统的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是一种可在弱光条件下工作的多传感器吊舱系统。

背景技术：

一般而言，石化类火灾时浓烟滚滚，视线很差。现有无人机消防实战应用中，当无人机吊舱在夜间即弱光条件下工作时，高清摄像头难以获取清晰有效的视频画面，无人机的视觉避障系统基本失效，无法进行正常工作，并可能引发二次事故；同时在进行火灾救援时，如果存在视野盲区，只能用水枪对屋顶进行概率扫射，不能对火点进行精准打击，存在灭火效率低的问题；在夜间发生火灾事故时如果不能获得及时、准确的信息和数据支持，可能因此错失事故处置的最佳时机，造成事故扩大化。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，针对无人机吊舱在夜间即弱光条件下工作时，视觉避障系统基本失效，无法进行正常工作的问题，以及在灭火救援过程中存在影响救援效率的视野盲区的问题，本实用新型提供一种弱光条件下工作的多传感器吊舱系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弱光条件下工作的多传感器吊舱系统，具有云台，所述的云台包括第一活动块、第二活动块及第三活动块，第二活动块与第一活动块平行设置并可相对第一活动块作水平旋转而调整水平转动角度，第三活动块与第二活动块底面转动连接以调整垂直转动角度，第一活动块上端面安装有与无人机卡接的卡接杆，第二活动块底面固定有无线通讯模块，第三活动块底面分别安装有激光目标指示器、距离传感器、红外热像仪及高清摄像头。

所述的第三活动块底面固接有三根连接杆，激光目标指示器和距离传感器均固定在第三活动块底面，红外热像仪及高清摄像头分别固定在其中两根连接杆底端。

所述的高清摄像头旁设有辅助光源，辅助光源安装在第三根连接杆上，该辅助光源可根据距离传感器测出距离自动调节光照面积，在保证光照强度的条件下拍摄面积尽可能大的有效视频画面。

所述的红外热像仪、高清摄像头及辅助光源的前端与距离传感器的前端对齐，以防止红外热像仪和高清摄像头的视野不会被吊舱中的其他部件遮挡。

所述的激光目标指示器指示点、距离传感器测距点、红外热像仪画面中心点及高清摄像头画面中心点聚焦在同一点，这样可以更加合理有效地利用辅助光源，以提高视频画面质量并使高清视频画面和红外视频画面达到同步，便于辅助应急救援系统对数据的分析、比较和处理，也为指挥灭火救援提供便利。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够使无人机在不受现场光线强度影响下搭载多传感器吊舱系统，为消防部门在事故应急救援时提供及时、准确的信息和数据支持，必要时可提供有效的灭火救援指挥辅助，还能通过操控无人机直接指挥火灾救援，实施对火点的精准打击、对人员的精准救援，从而降低火灾事故造成的损失，保障人民的生命、财产安全。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主视结构示意图。

图2是本实用新型的右视结构示意图。

图3是本实用新型的仰视结构示意图。

图4是本实用新型所述无线通讯模块的结构框图。

图中：1-1.第一活动块，1-2.第二活动块，1-3.第三活动块，2.卡接杆3.无线通讯模块，4.连接件，5.激光目标指示器，6.红外热像仪，7.高清摄像头，8.距离传感器，9.辅助光源。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～图3所示的一种弱光条件下工作的多传感器吊舱系统，主要由云台、四根卡接杆2、无线通讯模块3、三根连接杆4、激光目标指示器5、红外热像仪6、高清摄像头7、距离传感器8、辅助光源9、吊舱箱体等组成。

吊舱与无人机连接点采用按压式自锁卡扣结构，四根卡接杆2直接固定在云台上端面，将吊舱与无人机连接时只需将四根卡接杆2插入无人机主体上对应的四个锁孔内，将吊舱与无人机分离时只需按下无人机主体下方的一个按钮控制，四个锁孔内的锁舌就会同时移动，将卡接杆2拔出即可实现无人机与吊舱的分离。

云台是整个吊舱连接的主要结点，所述云台包括第一活动块1-1、第二活动块1-2及第三活动块1-3，无线通讯模块3和第三活动块1-3分别位于第二活动块1-2底面的两侧，其中无线通讯模块3直接固定在第二活动块1-2底面。第一活动块1-1与第二活动块1-2始终平行，可发生相对转动，用来调整水平转动角，第二活动块1-2底面设有水平旋转轴，第三活动块1-3侧边通过水平旋转轴与第二活动块1-2转动连接，用来调整俯角的大小。

三个连接杆4、激光目标指示器5、距离传感器8直接固定在第三活动块1-3底面，高清摄像头7、红外热像仪6、辅助光源9分别各自固定在三个连接杆4上，其中安装高清摄像头7和红外热像仪6的两个连接杆4同侧固定在第三活动块1-3上，距离传感器8固定在两个连接杆4对侧的第三活动块1-3底面，安装辅助光源9的连接杆4和激光目标指示器5固定在第三活动块1-3的中间位置。

所述激光目标指示器5、距离传感器8、红外热像仪6、高清摄像头7、辅助光源9的方向始终保持一致，即其方向始终垂直与第三活动块1-3所在平面。安装时使红外热像仪6、高清摄像头7、辅助光源9的前端大致与距离传感器8的前端对齐，并保证激光目标指示器5指示点、距离传感器8测距点、红外热像仪6画面中心点、高清摄像头7画面中心点为同一点。

所述连接杆4采用圆管式设计，内部可使控制线路穿过，吊舱箱体内壁面与第二活动块1-2的边缘契合，吊舱箱体外壁面与第一活动块1-1的边缘平齐，保证第二活动块1-2能放入箱体，支撑点在第一活动块1-1上。吊舱下方部件安装时都与第二活动块1-2的边缘留有一定距离，这样在吊舱不工作时，可将吊舱主体放入吊舱箱体中以避免设备在运输过程中发生损坏。

考虑到高清摄像头7在弱光条件下(即夜晚)拍摄清晰度无法满足要求，特在高清摄像头7旁连接一可调节照明面积的辅助光源9。辅助光源9调节照明面积的工作原理包括：①由距离传感器8测出被拍摄物体与吊舱的距离；②根据距离传感器8测出的距离调节辅助光源9的发散角使照明面积保持在400平方米左右。根据距离传感器8测出的距离调节发散角的原理如下：在辅助光源9的发光管前设有一个类似于相机的推拉或旋转的自动变焦装置，在用长焦端的时候，会汇聚光线，在很远的地方能都集中光源，清晰地照明；在用短焦的时候，就使光源扩散，用于提供大规范的照明。当物体与光源的距离、变焦装置中凸透镜折射率、需要照明的面积及形状已知时，就可由系统算出所需的发散角以及对应的凸透镜与光源间的距离，只需再将凸透镜调节至对应位置即可。

在指挥灭火救援时，只需调整方位和角度，将高清视频画面中心点对准火点，此时火点即为激光目标指示器5指示点，火点与激光目标指示器5之间就会形成一条清晰的绿色激光光路，此时不同位置的战斗员只需要根据激光光路的指向即可多支水枪同时覆盖打击目标，高效快捷，无需通过电台多次反复引导修正多支水枪。

无线通讯模块3的工作原理包括步骤：①感知层将工业设备模拟信号采集后，利用信号调频技术进行信号变频；②通过单片机的a/d转换接口进行模拟信号的数字转换；③通过无线信号传输模块将数字信号转发至后台数据库做相应处理。该系统主要包括传感器电路模块、信号调频模块、供电模块、数字显示模块、reset模块、无线信号处理模块和警报模块等，该系统的硬件电路总体设计如图4所示。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。