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一種基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11618148閱讀:1156來源:國知局
一種基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng)的制造方法與工藝

本實(shí)用新型屬于日照模擬技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng)。



背景技術(shù):

太陽光與建筑的相互作用即日照與遮陽是建筑熱環(huán)境和光環(huán)境的重要組成部分,在建筑節(jié)能研究、建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域,都要充分考慮某地區(qū)的日照情況,包括日照時(shí)間、日影關(guān)系、物距遮擋等。通過建筑模型的日照模擬實(shí)驗(yàn),可以直觀地探討和研究建筑的日照遮陽情況,在設(shè)計(jì)之初就能檢查和模擬建筑在建成后的日照情況。

現(xiàn)有的日照模擬系統(tǒng)多采用導(dǎo)軌和懸臂上配平行光源模擬太陽光的形式,整個(gè)系統(tǒng)體積較大,系統(tǒng)笨重,不易拆卸和搬遷,且模擬太陽光源與被照面的距離固定使得應(yīng)用受限。本實(shí)用新型采用無人機(jī)攜帶太陽模擬光源,并用傳感器構(gòu)建三維坐標(biāo)系統(tǒng),系統(tǒng)搭建方便快捷,能夠靈活地根據(jù)實(shí)際情況來實(shí)現(xiàn)模擬,且無人機(jī)攜帶太陽模擬光源的形式也能直觀地模擬實(shí)際太陽運(yùn)行軌跡等。

為了更準(zhǔn)確地定位無人機(jī)從而模擬特定太陽高度角和方位角下的日照情況,本實(shí)用新型還采用了基于超聲波測距傳感器等的定位系統(tǒng)以及紅外傳感器的定位校準(zhǔn)系統(tǒng)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng),通過無人機(jī)攜帶太陽模擬光源根據(jù)模擬建筑所在的地點(diǎn)和時(shí)間的太陽方位角和高度角精準(zhǔn)定位,系統(tǒng)靈活易調(diào)整,適用于各種場合的日照模擬,可用于建筑節(jié)能研究、建筑規(guī)劃等。

本實(shí)用新型提供的基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng),包括無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng)、工作平臺、智能終端控制設(shè)備、三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng);在智能終端控制設(shè)備輸入模擬建筑所在地的經(jīng)緯度坐標(biāo)、日期和時(shí)間等信息,可自動計(jì)算出此時(shí)的太陽方位角和高度角,并通過控制無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng),使其到達(dá)室內(nèi)三維坐標(biāo)系的指定位置和調(diào)整照射角度。其中:

所述的無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng),包括一架無人機(jī),無人機(jī)下方搭載有太陽光模擬光源和定位校準(zhǔn)模塊,無人機(jī)上方安裝有無線通信模塊和智能控制模塊;

所述室內(nèi)三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng),包括若干位置傳感器和紅外信號發(fā)生器;若干位置傳感器構(gòu)建成半球形三維坐標(biāo)系統(tǒng);

所述工作平臺360°可旋轉(zhuǎn),且可鎖定,用于模擬建筑朝向。

本實(shí)用新型中,與太陽光模擬光源出射平行的方向設(shè)置有紅外傳感器B,用于接收來自三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng)的紅外信號發(fā)生器的紅外信號,來校準(zhǔn)光源出射角度,使模擬太陽光始終射向中央的工作平臺。

本實(shí)用新型中,所用太陽光模擬光源,采用大功率均勻平行光光源,光束角小、工作平臺照度均勻、光譜可調(diào),光參數(shù)基本與太陽一致。

本實(shí)用新型中,所用太陽光模擬光源的出射角度在豎直平面內(nèi)可調(diào)。

本實(shí)用新型中,所述的無人機(jī)上的定位校準(zhǔn)模塊,包括超聲波測距傳感器、紅外接收傳感器A和三軸陀螺儀,無人機(jī)通過超聲波測距傳感器在室內(nèi)三維坐標(biāo)系中定位,紅外接收傳感器A用于進(jìn)行無人機(jī)位置的實(shí)時(shí)校準(zhǔn),三軸陀螺儀用于控制無人機(jī)角度。

本實(shí)用新型中,通過無線通信與無人機(jī)上的無線通信模塊完成信息傳輸,并通過智能控制模塊控制無人機(jī)動作。

本實(shí)用新型系統(tǒng)可拆卸,易搬運(yùn),充分利用無人機(jī)的優(yōu)勢,系統(tǒng)搭建靈活,不受場地限制,直觀體現(xiàn)太陽軌跡,精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)日照模擬,可用于建筑節(jié)能研究、建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng)的整體示意圖。

圖2為無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng)下方示意圖(仰視)。

圖3為無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng)上方示意圖(俯視)。

圖中標(biāo)號:1、無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng),2、工作平臺,3、三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng),4、無人機(jī),5、超聲波測距傳感器,6、三軸陀螺儀,7、紅外接收傳感器A,8、紅外接收傳感器B,9、太陽光模擬光源,10、無線通信模塊,11、智能控制模塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)例,對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。所描述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的部分實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例而未作出創(chuàng)造性成果的其他所有實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示,一種基于無人機(jī)的智能日照模擬系統(tǒng),包括無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng)1,工作平臺2、智能終端控制設(shè)備、三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng)3。建筑模型置于工作平臺2上,工作平臺由多邊形底座、轉(zhuǎn)軸和圓形臺面構(gòu)成,臺面直徑1m, 可360°旋轉(zhuǎn),也可鎖定,用于模擬建筑朝向。室內(nèi)三維坐標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng)3包括若干位置傳感器用來構(gòu)建半球形三維坐標(biāo)系統(tǒng)和若干紅外信號發(fā)生器用于校準(zhǔn)無人機(jī)位置和光源角度。如圖2和圖3所示,無人機(jī)太陽模擬光源系統(tǒng)1包括一架無人機(jī)4,無人機(jī)4下方搭載的太陽光模擬光源9和定位校準(zhǔn)模塊,無人機(jī)上方安裝無線通信模塊10和智能控制模塊11。操作人員在智能終端控制設(shè)備上輸入所要模擬的建筑所在的經(jīng)緯度坐標(biāo)、日期和時(shí)間等信息,智能終端控制設(shè)備輸出此時(shí)此地的太陽方位角和太陽高度角,并通過無線通信與無人機(jī)4上的無線通信模塊10完成信息傳輸,并通過智能控制模塊11控制無人機(jī)4。無人機(jī)4上的定位校準(zhǔn)模塊包括超聲波測距傳感器5、三軸陀螺儀6和紅外接收傳感器7。智能控制模塊根據(jù)超聲波測距傳感器5和三軸陀螺儀6控制無人機(jī)在室內(nèi)三維坐標(biāo)系內(nèi)定位和轉(zhuǎn)向,同時(shí)紅外接收傳感器7接收來自三維坐標(biāo)系統(tǒng)的紅外信號,對無人機(jī)的定位進(jìn)行進(jìn)一步校準(zhǔn)。在無人機(jī)完成定位和轉(zhuǎn)向后,智能控制模塊11控制太陽模擬光源9在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,使得太陽模擬光源9的方向?qū)?zhǔn)工作平臺2,實(shí)現(xiàn)太陽高度角的模擬。同時(shí)在太陽光模擬光源9側(cè)面沿出射平行方向設(shè)置紅外接收傳感器8,對太陽模擬光源9的轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。太陽光模擬光源9采用3 kW氙燈,配合特制大口徑凹面反射鏡,出射光平行度高,均勻性好。

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