[發明專利]一種基于全息投影的無人機表演裝置

在審

• 申請號: 202010056289.4
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN110968109A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 黃利軍;范春雨;張娟;米賢武;丁黎明;林雨霄;張英
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08;B64C39/02;G09F19/18;G03B29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，包括主控模塊、定姿模塊、位置測量模塊、數據傳輸模塊、通信模塊、地面控制模塊、全息投影模塊、電源模塊、電機模塊，所述主控模塊連接數據傳輸模塊、通信模塊、電源模塊和電機模塊；所述數據傳輸模塊連接位置測量模塊、定姿模塊和全息投影模塊，所述主控模塊連接定姿模塊、位置測量模塊、數據交換模塊、全息投影模塊和電源模塊，主要用于控制無人機的飛行和全息投影的展示效果，所述定姿模塊，由定姿模塊a慣性測量裝置（IMU）和定姿模塊b北斗模塊組成,用于測量無人機在空中的姿態信息，為無人機的飛行提供必要的數據，所述位置測量模塊，用于測量無人機的飛行高度，控制無人機飛行的有效距離，確保無人機的安全，所述數據傳輸模塊，由數據傳輸模塊a和數據傳輸模塊b組成，數據傳輸模塊a用于將所述定姿模塊和所述位置測量模塊測量的數據傳輸給主控模塊；數據傳輸模塊b用于把主控模塊的視頻和圖片傳給所述全息投影模塊，所述通信模塊，是地面控制器和無人機數據交換的橋梁，主要用于視頻、圖片、指令等數據傳輸，所述全息投影模塊，用于展現無人機接受的視頻和圖片，所述地面控制模塊，向無人機發送指令，控制無人機的飛行和表演，所述電源模塊，采用鋰電池，給無人機提供電源，所述電機模塊，給無人機提供飛行的動力。

2.如權利要求1所述的一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，所述主控模塊采用的模塊為STM32F407ZGT6的微控制器芯片。

3.如權利要求1所述的一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，所述定姿模塊由定姿模塊a慣性測量裝置（IMU）和定姿模塊b北斗模塊組成；慣性測量裝置（IMU）主要是由陀螺儀傳感器和加速器傳感器組成，陀螺儀傳感器測量角度位置變化，隨時間進行角速度積分可測得行程角度，用于追蹤方向變化；加速計測量線性加速度，包括設備運動造成的加速度分量和重力造成的加速度；測得角速度和線速度便能夠通過四元法計算出無人機的姿態，北斗模塊主要是測量出無人機上三根天線不同位置的空間坐標位置信息，從而確定無人機的姿態，兩種方式相互結合，獲得更加精確的數據。

4.如權利要求1所述的一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，位置測量模塊主要是由高度計和氣壓計組成，高度計和氣壓計測量出無人機的高度位置信息、氣壓等信息，并且通過所述數據傳輸模塊a傳輸給所述主控模塊。

5.如權利要求1所述的一種基于全息投影的無人機表演，其特征在于，通信模塊主要采用NRF2401模塊，通過NRF2401的組網，一個地面控制器可以控制多架無人機，從而實現地面控制器控制無人機組合編隊進行表演，同時，地面控制器也可以通過NRF2401發送指令給無人機，實現控制無人機的飛行。

6.如權利要求1所述的一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，全息投影模塊主要是利用干涉原理記錄并再現物體真實的三維圖像的技術，它通過所述數據傳輸模塊b模塊接收主控模塊的視頻或圖片，并且以3D形式展現出來。

7.一種基于全息投影的無人機表演裝置，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在所述主控模塊通過所述數據交換模塊連接所述定姿模塊、所述位置測量模塊、和所述全息投影模塊，所述定姿模塊由IMU和北斗模塊構成、所述通信模塊主要是通過NRF2401組網進行數據傳輸、所述全息投影用于展示視頻圖像，從而達到表演娛樂效果；

步驟二、無人機的機架3個不同的位置安裝3根天線，用于接收北斗模塊的定位信息，接受這3點不同的位置后，便可以確定出無人機的姿態；同時慣性測量裝置的陀螺儀和加速度傳感器分別測量出無人機的角速度和重力加速度后，通過卡爾曼濾波得到無人機的姿態數據；將兩者的數據融合比對取便可以得到更加精確的姿態數據；

步驟三、地面控制器通過2.4G頻段的NRF2401與多架無人機進行組網，地面控制器可以發送不同的對無人機進行編隊，控制使每一架無人機的全息投影展現出不同的圖案，組合圖案展現出更加炫彩的效果；

步驟四、所示主控模塊接收所述地面控制器的指令進行控制飛行，定姿模塊和測量位置模塊將無人機的位置和姿態通過傳輸模塊a傳輸給無人機，使得無人機能夠更加精準的停留在某個位置；最后無人機將接收到的視頻和圖像通過數據傳輸模塊b傳輸給全息投影模塊，由全息投影模塊展示出3D效果。