[發明專利]一種基于無人機的多角度遙感自動觀測系統

有效

• 申請號: 201410219350.7
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103970140A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 穆西晗;閆凱;漆建波;閻廣建;劉鵬
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于無人機的多角度遙感自動觀測系統。

背景技術

近年來，隨著定量遙感的快速發展，多角度遙感成為熱門的研究領域之一，但是多角度數據的獲取卻是一個難題，因此開發多種多樣的多角度觀測系統是多角度遙感的基礎工作。從多角度遙感數據獲取的方式來看，目前主要有三種方式：基于衛星平臺、基于航空平臺和基于地面觀測。衛星平臺通過傳感器視場的疊加能夠提供大量的地面多角度觀測數據，并且數據穩定可靠，但是由于衛星平臺離地面高，空間分辨率低，受大氣環境因素影響大等原因，在中小尺度多角度遙感中并不適用。因此各個科研單位發明了一系列地面觀測裝置，如美國JPL實驗室研制的PARABOLA便攜式地表及大氣各向異性測量裝置，此裝置原理是傳感器繞固定中心進行半球掃面；1994年瑞士蘇黎世大學遙感實驗室研制的FIGOS裝置，采用360度圓形方位軌道，及半圓形的天頂弧架構，傳感器在天頂弧上運動，天頂弧能繞圓形軌道轉動，從而能夠較快地進行自動測；2008年中國科學院安徽光學緊密機械研究所設計了一款天頂弧和方位圓軌道均為2m的中心多角度觀測系統。所有這些地面觀測系統的共同特點是只能觀測較為低矮的植被，對植株較高的喬木則顯得無能為力，因此發展航空多角度觀測尤為重要。從已有的航空多角度觀測數據獲取方式來看，主要是通過固定翼飛機搭載傳感器，進行觀測，這種觀測方法所面臨的問題就是成本巨大，飛行航線不靈活，飛行時間長，流程繁瑣，所有通過這種方式獲取的數據比較少。

目前，對于航空多角度自動觀測系統的研制需要解決以下幾個問題：首先是快速獲取數據的問題，之前的航空遙測平臺飛行不靈活，飛行時間長，在此期間太陽高度角會發生明顯的變化，致使觀測數據不準確，尤其對熱紅外的觀測影響巨大。其次是靈活性問題，既包括時間上的也包括空間上的，傳統航空觀測采用大型固定翼飛機，需要專門的飛機跑道，對于偏遠地區觀測十分不方便，而遙感觀測往往需要在人為因素影響較小的偏遠山區。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的主要目的在于解決現有技術的缺陷，本發明提供一種攜帶方便、可進行自動觀測、觀測效率高以及適應性強的基于無人機的多角度遙感自動觀測系統。

本發明提供了一種基于無人機的多角度遙感自動觀測系統，包括多角度云臺、多角度云臺控制器、航線規劃模塊、數據處理模塊和控制系統，所述多角度云臺固定安裝在無人機上，所述多角度云臺控制器設置在所述多角度云臺上，所述多角度云臺控制器與所述控制系統通信連接，所述多角度云臺上設置有觀測儀器，所述航線規劃模塊與所述控制系統相連，所述數據處理模塊分別與所述觀測儀器和所述控制系統相連，其中，所述多角度云臺包括：

俯仰板，所述俯仰板上設置有空腔，所述俯仰板的底部設置有安裝部，所述俯仰板通過所述安裝部水平固定設置在所述無人機上；

俯仰立板，所述俯仰立板垂直固定設置在所述俯仰板遠離所述空腔的一側，所述俯仰立板上設置有豎直移動槽，所述豎直移動槽的兩邊分別對稱設置有第一安裝槽和第二安裝槽；

橫滾立板，所述橫滾立板與所述俯仰立板垂直設置，所述橫滾立板的一端內側設置有第一圓形凹槽，所述第一圓形凹槽中設置有第一轉軸，所述橫滾立板通過所述第一轉軸與所述俯仰立板相連，所述第一轉軸的另一端設置在所述俯仰立板的移動槽中，所述橫滾立板通過所述第一轉軸實現在所述俯仰立板的所述豎直移動槽中上下移動，所述第一圓形凹槽的圓周方向上均勻設置有多個第一階梯孔；

橫滾板，所述橫滾板的一端與所述橫滾立板遠離所述第一圓形凹槽的一端垂直固定連接，所述橫滾板上設置有水平移動槽，所述水平移動槽兩邊分別對稱設置有第三安裝槽和第四安裝槽；

云臺支架板，所述云臺支架板與所述橫滾板垂直設置，所述云臺支架板一端內側設置有第二圓形凹槽，所述第二圓形凹槽中設置有第二轉軸，所述云臺支架板通過所述第二轉軸與所述橫滾板相連，所述第二轉軸的一端設置在所述橫滾板的水平移動槽中，所述云臺支架板通過所述第二轉軸實現在所述橫滾板的所述水平移動槽中左右移動，所述第二圓形凹槽的圓周方向上均勻設置有多個第二階梯孔，所述云臺支架板上設置有多角度云臺控制器；以及

云臺板，所述云臺板垂直固定設置在所述云臺支架板遠離所述第二圓形凹槽的一端，所述觀測儀器固定設置在所述云臺板上。

可選的，所述多個第一階梯孔為四個第一階梯孔，所述四個第一階梯孔設置成豎直分布的兩組階梯孔，且每組階梯孔中均包括設置在一條直線上的兩個第一階梯孔，所述兩組階梯孔中分別通過螺栓與所述俯仰立板中的第一安裝孔和第二安裝孔進行定位支撐。