[发明专利]一种多旋翼无人机多设备多传感器集成系统

权利要求书

1.一种多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，包括以下部件：控制核心模块，GPS模块、字符叠加模块、摄像机、三维激光扫描仪，环境监测模块、脉宽检测接口、外部Flash模块、串口输出3.3v转5v模块以及云端控制中心，所述环境监测模块包括基于二维面状航拍作业模式的热红外成像仪和微波辐射仪以及基于泵吸式点状采样监测模式的机载气体监测设备；

所述三维激光扫描仪设置在无人机主体上，通过数据线与控制核心模块连接，控制核心模块内设有读取三维激光扫描仪图像信息的解码、存储装置；所述摄像机安装在无人机的云台上，云台可绕第一转轴相对于无人机本体360°旋转；所述环境监测模块安装在无人机主体上；

所述控制核心模块集成于核心板，核心板安装于无人机上，核心板选择低功耗微处理器，作为集成系统的控制中心，对无人机的飞行、三维激光扫描仪扫描、摄像机拍摄以及环境信息监测模块进行控制，对GPS模块采集数据进行分析和处理，与云端控制中心进行连接和数据通信，具有环境数据采集分析模块，对所述的环境信息监测模块采集的数据进行收集和分析，并传送给云端控制中心；所述控制核心模块包括：STM32系列微处理器，连接核心板上的其他模块，作为核心的数据收发控制中心；供电及下载电路：以CH340芯片为核心，为整个芯片提供5v和3.3v的稳压电源；

所述脉宽检测模块通过TLP521芯片能检测脉冲宽度、频率，并返回相关数据给出拍摄的起始信号；

所述字符叠加模块将采集到的经纬度信息通过该模块叠加到拍摄到的图像上，并返回至云端，该模块能在图像上叠加字符，生成一张全新的图片；

所述GPS模块通过800系列GPS芯片能实时提取到当前的经纬度数值并返回给微处理器，再经由微处理器发送至字符叠加模块；

所述外部flash模块以W25X16为核心提供外部flash；

所述串口输出3.3v转5v模块以SN74HC245DW芯片为核心；

所述云端控制中心通过无线通信与控制核心模块相连，通过控制核心模块，制定地理测绘、环境监测计划，控制无人机的飞行和完成特定地区的地理信息的测绘以及环境信息的监测，同时接受控制模块返回的照片和扫描三维图像，并通过数据和图像处理实现展示地理测绘和环境数据预览图功能。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，云端控制中心包括以下模块：

在线实时视频预览模块：在线实时预览视频，连接摄像头、断开摄像头和启动/停止监控航拍点；

网格设置模块：通过网格设置模块设置无人机每次需要拍摄的网格数，即需要拼接的图像张数，便可以控制拍摄图像的张数，当张数越多，即拼接后的图像便越大，视角也越广，在每次拍摄完设置后的网格数量所对应的图片后，便会开始对存储的图像进行拼接，拼接完成后，会对生成的广角大视野图像进行拼接输出存储在本地硬盘上；

参数设计模块：在无人机起飞前，通过此串口模块配置无人机拍照距离，包含横向拍照距离、横向拍照点数、纵向拍照距离、横向拍照点数等。此模块打通了串口通信，对于各种参数的计算需要根据无人机的实际情况进行计算；

航行轨迹模块：通过无人机航行轨迹模块，直接加载地图，将飞行的轨迹路径，在地图上标定出来，使用户可以对待测绘和监测区域以及无人机测绘轨迹清晰明了的查看；

离线数据管理模块，离线数据管理模块可以在离线状态下导入拍摄的高清图像，可以对离线后的图像进行预览查看，同时具有标定高清图像在地图上的位置显示功能，当进行第一步的操作后，可以将改点坐标的图像同步至地图中，可以点击该坐标点进行离线图像查看，极大方便用户操作；

图像预览模块：将无人机定点测绘和环境监测的图片在网格中进行展示，以便能看到整体效果图，拍照的各个点都将存储在temp目录下，以便后面进行拼接操作。

3.根据权利要求1或2所述的多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，其中，所述摄像机为佳能EOS5D Mark II像机。

4.根据权利要求1或2所述的多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，其中控制模块采用STM32系列芯片，并挂载UBLOX消费级高精度GPS模块。

5.根据权利要求1或2所述的多旋翼无人机多设备多传感器集成系统，其中所述GPS模块安装固定在无人机机架上，所述GPS模块通过连接线与所述控制模块连接，能够返回飞行高度和经纬度信息，作为自动路线扫描和摄像间隔的依据，返回所述云端控制中心。