一种电力巡线无人机自动拍照控制设备及控制方法
专利汇可以提供一种电力巡线无人机自动拍照控制设备及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种电 力 巡线无人机自动拍照控制设备及控制方法，固定于无人机 机体 前端的金属结构上，位于检测 云 台的上方，主要由控制 电路 和 电池 两部分构成，所述控制电路和电池放置于盒体内；所述控制电路包括 单片机 、伺服 舵 机、无线接收机、LCD 液晶 显示器 、按键、相机拍照控 制模 块 和电源管理模块、电池；所述单片机分别连接伺服舵机、无线接收机、LCD液晶显示器、按键、相机拍照 控制模块 、电源管理模块、电池；电池还与电源管理模块连接。本发明在无人机电力巡检过程中实验和实际需求中提炼出来的，能够完成无人机在电力巡线中高效、快速、简易的拍照操作。，下面是一种电力巡线无人机自动拍照控制设备及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，它包括安装在无人机体前端的两根平行的金属杆，两根金属杆通过支架连接，支架上方安装盒体，盒体下方通过第一伺服舵机安装检测云台，第一伺服舵机控制检测云台水平转动，检测云台正下方设有相机托，相机托的前后摇摆通过第二伺服电机来控制，所述相机托上设有照相机，盒体内安装控制电路和电池。
2.如权利要求1所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，所述检测云台包括两个倒U形机械手，所述两个机械手通过若干横杆连接，所述两个机械手的末端通过固定装置连接，圆弧形相机托安装在所述两个固定装置的中心圆孔上，第二伺服舵机固定在至少一个固定装置的外侧，第二伺服舵机穿过固定装置的中心圆孔控制相机托的摇摆，所述相机托的圆心角大于180°，所述相机托的圆弧的两个开口端向圆心内延伸，所述机械手上设有若干大圆孔和小圆孔，所述横杆的两端和固定装置的两端分别固定在两个机械手的小圆孔上。
3.如权利要求2所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，所述固定装置为矩形铁片，所述矩形铁片的四个边成内凹的圆弧形，所述矩形铁片的中心处为圆孔。
4.如权利要求1所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，所述控制电路包括单片机、所述两个伺服舵机、无线接收机、LCD液晶显示器、按键、相机拍照控制模块和电源管理模块、电池；所述单片机分别连接所述两个伺服舵机、无线接收机、LCD液晶显示器、按键、相机拍照控制模块、电源管理模块、电池；电池还与电源管理模块连接。
5.如权利要求4所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，所述单片机用于编译和解算控制命令，控制与其相连接各部分完成任务和功能；
所述两个伺服舵机与检测云台连接，主要用来控制检测云台的角度转动，实现对目标物照片的准确获取；
所述无线接收机主要用于与地面站之间的控制命令和信息的交互；
所述LCD液晶显示器主要用于展示电池及各机载设备电源情况。
6.如权利要求4所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备，其特征是，所述按键为一简单人机交互设置，为多个轻触式开关，主要进行通电、断电和自动拍照控制设备的一些简单命令设置，所述简单命令设置包括拍照间隔时间选取、角度选取、快门速度选取，其他控制命令仍需通过地面站设置并无线传输；
所述相机拍照控制模块与相机相连，为控制相机快门进行拍照的结构；
所述电源管理模块与电池相连，所述电源管理模块还与控制电路电源、摄像头电源、照相机电源、云台舵机电源、图传电源连接，所述电源管理模块主要是对照相机电源，图传电源，控制电路电源，摄像头电源，云台舵机电源进行监控与管理。
7.如上述任一权利要求所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备所采用的控制方法，其特征是，具体步骤如下：
步骤（1）：启动，系统初始化；
步骤（2）：参数设定，所述参数包括步进值、对焦时间、照片数量、所述两个伺服舵机需要转动的角度的范围、电源电量报警值；
步骤（3）：判断控制指令是手动还是自动，如果是手动就远程无线控制，结束；如果是自动就进入步骤（4）；
步骤（4）：计算巡检时检测云台的垂直方向摇摆角度范围与水平方向转动角度范围；
步骤（5）：根据步骤（2）的预设参数进行步进自动拍照；
步骤（6）：结束。
8.如权利要求7所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备所采用的控制方法，其特征是，所述步骤（4）中计算方法如下：
无人机飞行距地面高度为H，杆塔高度为h，无人机飞行位置在地面的垂直投影与输电导线间垂直距离为d，设定巡检时云台的垂直方向摇摆角度范围为α1～α2，则应满足：
α1=arctan[（H-h）/d]，α2=arctan（H/d），
杆塔最宽处宽度为a，无人机飞行位置在地面的垂直投影与输电导线间垂直距离为d，无人机飞行位置在地面的垂直投影与杆塔间垂直距离为b，输电导线档距为L，设定巡检时云台水平方向转动角度范围为β1～β2，则应满足：
β1=arctan（d/b），β2=arctan[（a+d）/b]，
而无人机在拍摄输电导线的图片时，为沿导线弧垂方向匀速缓慢前行途中拍摄，记无人机飞行速度为v，所用相机镜头的拍摄广角为γ，飞行过程中，检测云台角度不变，取[（β1+β2）/2]，此时，应设定拍摄时间间隔为
Δt=0.6{d/tan[（β1+β2）/2-γ/2]-d/tan[（β1+β2）/2+γ/2]}/v，综上所述，步骤（4）中最终算出的无人机在拍摄杆塔图片时，所述两个伺服舵机所需要转动角度：垂直方向摇摆角度范围α1～α2，水平方向转动角度范围为β1～β2；无人机在拍摄输电导线的图片时，设定拍摄时间间隔为Δt。
9.如权利要求7所述的一种电力巡线无人机自动拍照控制设备所采用的控制方法，其特征是，所述步骤（5）的具体步骤如下：
步骤（5-1）：自动拍照开始，检测云台自动设定垂直位置与水平位置初始角度拍照模式，俯仰值i=0，水平值j=0；
步骤（5-2）：判断i%2==0是否成立，如果是就进入步骤（5-3）；如果否就执行（5-4）；
步骤（5-3）：对焦，拍照，水平方位角加水平步进值P，j++；判断j
所述俯仰步进值W的计算方法为：
所述水平步进值P的计算方法为：
其中，X：杆塔俯仰方位分割值，Y：杆塔水平方位分割值；α1：检测云台俯仰角度上，从检测云台初始化位置转到杆塔的最上方的角度；α2：检测云台俯仰角度上，从检测云台初始化位置转到杆塔的最下方的角度；β1：检测云台水平角度上，从检测云台初始化位置转到杆塔的最左边的角度；β2：检测云台水平角度上，从检测云台初始化位置转到杆塔的最右方的角度。
一种电力巡线无人机自动拍照控制设备及控制方法
技术领域
背景技术
201010174736.2的《一种无人直升机空中拍照控制装置》，实现了地面单元通过无线方式进行空中拍照的功能，并设有报警器，没有关于自动拍照的功能，以及对焦时间设定，自动拍照数量，步进值设定算法等；中国专利专利号为201010551166.4的《用于控制无人直升机空中拍照快门的装置及方法》，介绍了利用接受遥控信号控制而转动的步进电机控制无人直升机空中拍照快门的装置及方法，但没有关于自动拍照完成对杆塔及导线的全覆盖拍摄的功能描述。
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
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