本發(fā)明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種多旋翼視覺循跡無人機。
背景技術：
隨著各類用戶需求的進一步提高，微小型室內無人機的應用也逐步提上日程。然而，由于受到室內環(huán)境的無線屏蔽、干擾等不利因素的影響，無人機通常使用的衛(wèi)星導航信號、無線定位信號等信息都無法有效獲取，原本依賴于衛(wèi)星或者人工控制預置路徑的導航、引導功能在室內無人機中均無法實現(xiàn)，尤其在非合作的陌生復雜環(huán)境中，普通意義的慣性衛(wèi)星等導航算法很難發(fā)揮效能。陀螺儀等慣性器件雖然具有良好的獨立工作能力，但純慣性導航系統(tǒng)誤差隨著時間累積很快，最終導致導航結果發(fā)散，并且慣性器件只能獲得本身的位姿導航參數(shù)，無法獲得外部的有效室內環(huán)境信息，由此導致無人機無法實現(xiàn)室內自動循跡飛行。
技術實現(xiàn)要素：
鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種多旋翼視覺循跡無人機，以解決現(xiàn)有無人機不能實現(xiàn)在室內自動循跡飛行的問題。本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)的：
一種多旋翼視覺循跡無人機，包括飛控計算機、若干旋翼和若干電機；各電機與各旋翼一一對應，分別用于驅動各自對應的旋翼，還包括攝像頭和控制器；
所述攝像頭被配置為在所述無人機飛行的過程中連續(xù)拍攝預先布置好的路標線，并將拍攝的圖像發(fā)送到控制器；
所述控制器被配置為檢測所述路標線是否偏離所述圖像的中心線，并在檢測到所述路標線偏離所述中心線時發(fā)出路線糾正指令；
所述飛控計算機被配置為接收所述路線糾正指令，并根據(jù)所述路線糾正指令控制相應電機的轉速以調節(jié)所述無人機的航線，使所述中心線與所述路標線始終保持對準。
進一步地，所述無人機還包括遙控信號接收器；
所述遙控信號接收器與所述飛控計算機連接，所述飛控計算機通過所述遙控信號接收器接收遙控器發(fā)送的起飛觸發(fā)信號，并在接收到所述起飛觸發(fā)信號后控制所述無人機的各電機轉動，以驅動所述無人機起飛。
進一步地，所述無人機還包括姿態(tài)傳感器；所述姿態(tài)傳感器與所述飛控計算機連接，用于在所述無人機的飛行過程中感測所述無人機的實時飛行姿態(tài)，并將所述實時飛行姿態(tài)發(fā)送到所述飛控計算機；所述飛控計算機根據(jù)所述無人機的實時飛行姿態(tài)控制相應電機以調節(jié)所述無人機的飛行姿態(tài)。
進一步地，所述姿態(tài)傳感器內集成有濾波器，所述濾波器用于對所述姿態(tài)傳感器感測到的實時飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波。
進一步地，所述無人機還包括無線數(shù)據(jù)傳輸器，所述無線數(shù)據(jù)傳輸器與所述飛控計算機連接，用于接收地面站發(fā)送的無線數(shù)據(jù)信息，并將所述無線數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述飛控計算機。
進一步地，所述無人機還包括超聲波傳感器，所述超聲波傳感器與所述飛控計算機連接，用于檢測所述無人機的實時飛行高度，并將所述無人機的實時飛行高度數(shù)據(jù)發(fā)送到所述飛控計算機；所述飛控計算機根據(jù)所述無人機的實時飛行高度控制各電機，以對所述無人機進行飛行高度調整。
進一步地，所述多旋翼視覺循跡無人機包括四個所述旋翼和四個所述電機。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的多旋翼視覺循跡無人機在傳統(tǒng)無人機的基礎上還包括攝像頭和控制器。攝像頭在無人機飛行的過程中連續(xù)拍攝預先布置好的路標線，并將拍攝的圖像發(fā)送到控制器?？刂破鳈z測路標線是否偏離圖像的中心線，并在檢測到路標線偏離中心線時發(fā)出路線糾正指令。飛控計算機接收路線糾正指令，并根據(jù)路線糾正指令控制相應電機的轉速以調節(jié)無人機的航線，使中心線與路標線始終保持對準。本發(fā)明通過在現(xiàn)有無人機上加裝上述攝像頭、控制器和飛控計算機就可實現(xiàn)無人機在室內自動循跡飛行，可應用于無人機競賽等應用領域。
附圖說明
圖1：本發(fā)明實施例提供的多旋翼視覺循跡無人機的組成結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，也可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的多旋翼視覺循跡無人機，包括飛控計算機3、若干旋翼5和若干電機4.各電機4與各旋翼5一一對應，分別用于驅動各自對應的旋翼5。該多旋翼視覺循跡無人機還包括攝像頭1和控制器2。
攝像頭1被配置為在無人機飛行的過程中連續(xù)拍攝預先布置好的路標線，并將拍攝的圖像發(fā)送到控制器2。
控制器2被配置為檢測路標線是否偏離圖像的中心線，并在檢測到路標線偏離中心線時發(fā)出路線糾正指令。
飛控計算機3被配置為接收路線糾正指令，并根據(jù)路線糾正指令控制相應電機4的轉速以調節(jié)無人機的航線，使中心線與路標線始終保持對準。
實施時，為實現(xiàn)自動循跡飛行的目的，事先應當布置好無人機循跡的路標線。在飛行過程中利用攝像頭1對路標線連續(xù)拍照，采集路標線圖像，若無人機偏離航線，則采集到圖像中會顯示路標線(一般為黑線)偏離圖像中心線。此時，控制器2向飛控計算機3發(fā)出路線糾正指令，飛控計算機3接收到路線糾正指令后，通過控制電機4的轉速來調控無人機的飛行，將無人機引導回到預設的軌跡(即路標線)上飛行，整個過程是一個閉環(huán)控制。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機還包括遙控信號接收器9。遙控信號接收器與飛控計算機3連接，飛控計算機3通過遙控信號接收器9接收遙控器發(fā)送的起飛觸發(fā)信號，并在接收到起飛觸發(fā)信號后控制無人機的各電機4轉動，以驅動無人機起飛。通過這個功能可實現(xiàn)無人機的一鍵起飛。實現(xiàn)的過程是通過設定好的程序，遙控信號接收器9檢測到遙控器在控制無人機起飛的過程當中發(fā)出的信號，并發(fā)往飛控計算機3進行判斷，若是指定按鍵的信號，飛控計算機3通過控制電機4實現(xiàn)起飛。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機還包括姿態(tài)傳感器6。姿態(tài)傳感器6與飛控計算機3連接，用于在無人機的飛行過程中感測無人機的實時飛行姿態(tài)，并將實時飛行姿態(tài)發(fā)送到飛控計算機3；飛控計算機3根據(jù)無人機的實時飛行姿態(tài)控制相應電機4以調節(jié)無人機的飛行姿態(tài)。在無人機的起飛及飛行過程當中不需要人為去調整姿態(tài)，而是自動調整姿態(tài)實現(xiàn)平穩(wěn)起飛。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，姿態(tài)傳感器6內集成有濾波器，濾波器用于對姿態(tài)傳感器6感測到的實時飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波，得到更為準確的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機還包括無線數(shù)據(jù)傳輸器7，無線數(shù)據(jù)傳輸器7與飛控計算機3連接，用于接收地面站發(fā)送的無線數(shù)據(jù)信息，并將無線數(shù)據(jù)信息發(fā)送給飛控計算機3。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，無人機還包括超聲波傳感器8，超聲波傳感器8與飛控計算機3連接，用于檢測無人機的實時飛行高度，并將無人機的實時飛行高度數(shù)據(jù)發(fā)送到飛控計算機3；飛控計算機3根據(jù)無人機的實時飛行高度控制各電機4，以對無人機進行飛行高度調整。通過該技術手段，無人機在循跡的過程當中可以執(zhí)行定高自動循跡的功能。通過超聲波傳感器8測出無人機的飛行高度，當無人機進入定高模式(該模式是由程序設定的)時，就會在距離地面一定的高度實現(xiàn)自動循跡飛行，而不需要人為調整。該過程中，超聲波傳感器8會不斷探測無人機的飛行高度，然后交給飛控計算機3去調整無人機的飛行姿態(tài)，如上升、下降等。
作為本實施例的一個優(yōu)選實施方式，多旋翼視覺循跡無人機包括四個旋翼5和四個電機4。
最后應說明的是：上述各實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。