公安消防执法用航拍采集无人机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航拍无人机的技术领域，尤其涉及一种公安消防执法用航拍采集无人机及其控制方法。
【背景技术】
[0002]无人机，即无人驾驶飞机，其英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。从用途方面分类可分为军用无人机和民用无人机。军用方面，可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战，而民用方面，可用于边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻和治安监控。
[0003]当前，各国公安执法与消防部门均面临着日益复杂的灭火救援和社会救助形势，对各类犯罪现场、地震救援、抗洪抢险、山岳救助及大跨度或高层火灾等情况，传统现场侦查手段的局限性已日益凸显，其存在监控面狭窄、监控不实时以及无法克服雾霾天气影响的缺陷。如何有效实施消防预警和现场侦测，并迅速、准确获取现场情况显得尤为重要。无人机应用技术及系统解决方案的成熟运用，使得无人侦察机平台结合视频、红外等监控及传送设备，通过空中对设定巡查区域进行巡查及现场救援指挥成为消防部门新的选择。
【发明内容】
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种结构简单、携带方便的公安消防执法用航拍采集无人机及其控制方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明一种公安消防执法用航拍采集无人机，包括四组螺旋桨力臂组件、四方架组件、相机组件、电池盒以及托板组件；所述四组螺旋桨力臂组件分别固定在四方架组件的四个端部，所述电池盒固定在四方架组件上，所述四方架组件固定在托板组件的一面，所述相机组件固定在托板组件的另一面，所述电池盒内电池与相机组件电连接，控制终端通过无线通讯连接方式控制螺旋桨力臂组件提供上升动力，并带动四方架组件、相机组件、电池盒以及托板组件脱离地面并升上指定地面进行相机的摄像记录工作，螺旋桨力臂组件在无人机启动前处于折叠状态，在无人机启动后处于展开状态。
[0006]其中，所述四方架组件包括四组碳纤维管、管件上夹以及管件下夹，所述管件上夹和管件下夹围合形成容置相互垂直碳纤维管的管型空腔，四组碳纤维管首尾相接，顺次接入四组管形空腔内后，形成四角平衡的方形架体结构。
[0007]其中，每组螺旋桨力臂组件包括第一旋转结构，所述四方架组件上设置有与第一旋转结构相适配的第二旋转结构，所述第一旋转结构与第二旋转结构对齐后通过轴承进行可旋转连接。
[0008]其中，每组螺旋桨力臂组件还包括延伸杆与螺旋扇叶，所述延伸杆一端与第一旋转结构相连，延伸杆另一端与螺旋扇叶相连，所述延伸杆旋转到与四方架组件上的碳纤维管平行时，螺旋桨力臂组件处于折叠状态；所述延伸杆旋转到处于四方架组件的对角线方向时，螺旋桨力臂组件处于展开状态。
[0009]其中，该航拍采集无人机还包括U型固定支架，所述四方支架组件上设置有与U型固定支架引出端相适配的固定孔，所述托板组件上设置有与U型固定支架槽体相适配的槽体套孔，所述四方支架组件与托板组件之间通过两对称设置的所述U型固定支架固定连接。
[0010]其中，该航拍采集无人机还包括两脚架组件，所述脚架组件呈倒T形脚架形状，所述托板组件上对称伸出两定位耳，所述脚架组件通过螺丝结构对称固定在两定位耳上，且脚架组件倾斜固定在托板组件上。
[0011]其中，所述相机组件包括摄影结构、GPS定位结构以及主控制器，所述摄影结构、GPS定位结构以及电池盒内电池均与主控制器相连，所述拍摄结构实时拍摄照片并将照片发送到主控制器中，所述GPS定位结构与定位卫星无线连接，并向主控制器发送该航拍采集无人机的实时位置，所述主控制器通过无线连接方式将实时实地的现场情况发送到控制终端中。
[0012]其中，所述相机组件还包括将图像进行清晰化处理的雾霾净化结构，所述雾霾净化结构包括雾霾浓度检测模块、像素处理模块以及清晰化图获取模块，所述雾霾浓度检测模块检测航拍采集无人机所在区域的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确认雾霾去除强度，再由像素处理模块进行灰度化与彩色化获取图片的像素值，最终由清晰化图获取模块运算获得每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成清晰化图像。
[0013]本发明还公开了一种公安消防执法用航拍采集无人机的控制方法，其具体步骤包括:
51、起飞前，该航拍采集无人机由脚架组件支撑直立在地面上，展开螺旋桨力臂组件，使螺旋桨力臂组件上的延伸杆处于四方支架组件的对角线位置，同时检查电池仓内电池电量是否充足；
52、起飞时，四组螺旋桨力臂组件上的马达同时产生垂直起飞所需升力，四组螺旋扇叶带动该航拍采集无人机垂直稳定离地；
53、在巡航过程中，该航拍采集无人机上的相机收到主控制器的指令，随时进行拍摄，四组螺旋桨力臂组件上的马达根据高度与倾斜角度的需要进行动力大小的调整；
54、降落时，四组螺旋桨力臂组件上的马达根据主控制器指令进行动力大小的调整，以使得四方支架组件与托板组件均与着陆地面处于平行状态，之后四组螺旋桨力臂组件上的马达逐渐减小升力，在航拍采集无人机自身重力的作用下垂直下降。
[0014]其中，该方法还包括对该航拍采集无人机的定位控制方法以及拍摄过程中的雾霾净化方法；定位控制方法是在相机组件中安装GPS定位结构，所述GPS定位结构与定位卫星无线连接，并向主控制器发送该航拍采集无人机的实时位置；雾霾净化方法是通过雾霾浓度检测模块检测航拍采集无人机所在区域的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确认雾霾去除强度，再由像素处理模块进行灰度化与彩色化获取图片的像素值，最终由清晰化图获取模块运算获得每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成清晰化图像。
[0015]本发明的有益效果是: 与现有技术相比，本发明的公安消防执法用航拍采集无人机，通过将电池盒、相机组件独立出来，直接使用四方支架组件与托板组件进行支撑，大大减小了无人机的质量与占地面积，同时也方便了个人安装与拆卸，同时在四方架组件的端部设置四组螺旋桨力臂组件，加大了上升马力，使得无人机飞行速度更快，也使得无人机的平衡飞行更易调整。本发明的航拍采集无人机可垂直起降、空中悬停、倒飞、原地转弯，机动性能良好并对起降条件要求较低；续航能力强，适用于公安消防执法过程中要求较高的飞行任务；稳定性较好，适合搭载相机组件，随时随地获取特定位置的实时情况。
[0016]本发明的公安消防执法用航拍采集无人机的控制方法，通过四组螺旋桨力臂组件实现航拍采集无人机的直升直降，且本发明的螺旋桨力臂组件可以折叠展开，方便了无人机的携带控制。本发明的航拍采集无人机控制方法易于实现，能够尽量避免航拍采集无人机在飞行过程或启停过程中的碰撞损害。
【附图说明】
[0017]图1为本发明公安消防执法用航拍采集无人机的爆炸图；
图2为本发明公安消防执法用航拍采集无人机的第一结构图；
图3为本发明公安消防执法用航拍采集无人机的第二结构图；
图4为本发明四方支架组件的爆炸图；
图5为本发明公安消防执法用航拍采集无人机的控制方法流程图。
[0018]主要元件符号说明如下:
10、电池盒11、四方支架组件
12、螺旋桨力臂组件13、相机组件
14、托板组件15、U形固定支架
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