一种基于无人机的三维激光雷达采集系统论文和设计-许保瑜

全文摘要

本实用新型公开了一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，包括无人机本体，雷达容纳舱和隐藏式雷达防护组件；隐藏式雷达防护组件包括缓冲菱形伸缩架、防护盖板、磁吸件；缓冲菱形伸缩架的顶部与防护盖板连接，缓冲菱形伸缩架的底部与雷达容纳舱底面连接；且雷达容纳舱内还设置有电磁装置；电磁装置在通电时产生对磁吸件的磁吸作用进而使防护盖板向下运动靠近并吸附在雷达容纳舱的舱口处；电磁装置在断电后失去对磁吸件的磁吸作用进而使防护盖板向上运动远离雷达容纳舱的舱口处。本实用新型提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其是一种易于隐藏以及具有较好的防护性能的雷达采集系统。

主设计要求

1.一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于，包括无人机本体，设置在无人机本体内部的雷达容纳舱和设置在无人机本体表面上且用于封闭所述雷达容纳舱的隐藏式雷达防护组件；其中，所述隐藏式雷达防护组件相对于所述无人机本体伸缩配合；所述隐藏式雷达防护组件包括缓冲菱形伸缩架、防护盖板、设置在防护盖板上的磁吸件；所述缓冲菱形伸缩架的顶部与所述防护盖板连接，所述缓冲菱形伸缩架的底部与所述雷达容纳舱底面连接；且所述雷达容纳舱内还设置有电磁装置；所述电磁装置在雷达容纳舱的安装位置与所述磁吸件在防护盖板的安装位置相对应；所述电磁装置用于在通电时产生对所述磁吸件的磁吸作用进而使防护盖板向下运动靠近并吸附在雷达容纳舱的舱口处；所述电磁装置还用于断电后失去对所述磁吸件的磁吸作用进而使所述防护盖板向上运动远离雷达容纳舱的舱口处。

设计方案

1.一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于，包括无人机本体，设置在无人机本体内部的雷达容纳舱和设置在无人机本体表面上且用于封闭所述雷达容纳舱的隐藏式雷达防护组件；

其中，所述隐藏式雷达防护组件相对于所述无人机本体伸缩配合；所述隐藏式雷达防护组件包括缓冲菱形伸缩架、防护盖板、设置在防护盖板上的磁吸件；所述缓冲菱形伸缩架的顶部与所述防护盖板连接，所述缓冲菱形伸缩架的底部与所述雷达容纳舱底面连接；

且所述雷达容纳舱内还设置有电磁装置；所述电磁装置在雷达容纳舱的安装位置与所述磁吸件在防护盖板的安装位置相对应；所述电磁装置用于在通电时产生对所述磁吸件的磁吸作用进而使防护盖板向下运动靠近并吸附在雷达容纳舱的舱口处；所述电磁装置还用于断电后失去对所述磁吸件的磁吸作用进而使所述防护盖板向上运动远离雷达容纳舱的舱口处。

2.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述防护盖板的形状与所述雷达容纳舱的舱口形状相适应。

3.如权利要求2所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述雷达容纳舱为长方体形状，且所述防护盖板的形状为矩形形状。

4.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述防护盖板的表面还涂覆有隐形涂层。

5.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述防护盖板为复合防护板，且内部自上而下依次设置有工程塑料防护层，防护钢板层以及底部阻燃层。

6.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述无人机本体具体为碳纤维结构体。

7.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述雷达容纳舱的内部还设置有电池；所述电池与所述电磁装置电连接。

8.如权利要求7所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述电池为锂离子电池。

9.如权利要求1所述的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其特征在于：

所述缓冲菱形伸缩架为碳纤维结构体。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机设备技术领域，尤其涉及一种基于无人机的三维激光雷达采集系统。

背景技术

目前市场出现了多种型号的机载激光雷达系统；这种常见的机载激光雷达系统，是基于无人机打造的长距离激光雷达扫描系统，其集成了长距离激光扫描、IMU、GPS以及数码相机技术、传感器技术以及电台装置等于一身，可进行采集激光雷达点云数据和影像数据。该机载激光雷达系统可实时、动态、海量采集高精度点云数据及丰富的影像信息，通过配套的机载激光雷达地面站软件，快速获取电力走廊数据。

但是，研究人员还发现，这种机载激光雷达系统(或称三维激光雷达采集系统)仍然存在一些技术缺陷：即传统的三维激光雷达采集系统大多暴露在无人机机体外部，其长时间飞行时(尤其是雷达不开启时)容易被其他信号探测设备发现暴露，同时也容易因暴露在外部发生雷达设备损坏。

综上，如何克服传统技术中的上述缺陷是本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型还提供了一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，包括无人机本体，设置在无人机本体内部的雷达容纳舱和设置在无人机本体表面上且用于封闭所述雷达容纳舱的隐藏式雷达防护组件；

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板的形状与所述雷达容纳舱的舱口形状相适应。

优选的，作为一种可实施方案；所述雷达容纳舱为长方体形状，且所述防护盖板的形状为矩形形状。

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板的表面还涂覆有隐形涂层。

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板为复合防护板，且内部自上而下依次设置有工程塑料防护层，防护钢板层以及底部阻燃层。

优选的，作为一种可实施方案；所述无人机本体具体为碳纤维结构体。

优选的，作为一种可实施方案；所述雷达容纳舱的内部还设置有电池；所述电池与所述电磁装置电连接。

优选的，作为一种可实施方案；所述电池为锂离子电池。

优选的，作为一种可实施方案；所述缓冲菱形伸缩架为碳纤维结构体。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，上述基于无人机的三维激光雷达采集系统主要由无人机本体，设置在无人机本体内部的雷达容纳舱和设置在无人机本体表面上且用于封闭所述雷达容纳舱的隐藏式雷达防护组件等结构构成；

其中，所述隐藏式雷达防护组件相对于所述无人机本体伸缩配合；所述隐藏式雷达防护组件包括缓冲菱形伸缩架、防护盖板、设置在防护盖板上的磁吸件；所述缓冲菱形伸缩架的顶部与所述防护盖板连接，所述缓冲菱形伸缩架的底部与所述雷达容纳舱底面连接；且所述雷达容纳舱内还设置有电磁装置；所述电磁装置在雷达容纳舱的安装位置与所述磁吸件在防护盖板的安装位置相对应；

本实用新型提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其在需要探测时候可以打开(利用电磁磁吸原理)进而对探测区域进行雷达探测以及信息采集；但是在阴雨天气或是其他恶劣环境下则可以进行收缩(同样利用其电磁磁吸原理)从而隐藏在无人机机体内。

在具体操作时，利用电磁装置实现防护盖板与雷达容纳舱的开合；同时菱形缓冲装置则可以对开合过程进行缓冲，进一步起到防护作用。当电磁装置在通电时产生对所述磁吸件的磁吸作用，进而使防护盖板向下运动靠近并吸附在雷达容纳舱的舱口处；当电磁装置断电后失去对所述磁吸件的磁吸作用，进而使防护盖板向上运动远离雷达容纳舱的舱口处。

本实用新型提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其是一种易于隐藏以及具有较好的防护性能的雷达采集系统，其可以在高空进行无人监测，实地测绘及侦测领域具有广泛的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统其防护盖板处于封闭状态的整体装配结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统其防护盖板处于展开状态的整体装配结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统中的隐藏式雷达防护组件处于展开状态的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统中的隐藏式雷达防护组件处于展开状态的立体透视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统中的雷达容纳舱的局部放大结构示意图。

标号：

无人机本体1；

雷达容纳舱2；电磁装置21；

隐藏式雷达防护组件3；缓冲菱形伸缩架31；防护盖板32；磁吸件33。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1以及图2，本实用新型还提供了一种基于无人机的三维激光雷达采集系统，包括无人机本体1，设置在无人机本体1内部的雷达容纳舱2(另参见图5)和设置在无人机本体1表面上且用于封闭所述雷达容纳舱2的隐藏式雷达防护组件3；上述雷达容纳舱2内安装有雷达设备，雷达设备在图中未示出。

其中，所述隐藏式雷达防护组件3相对于所述无人机本体1伸缩配合(具体放大结构可参见图3和图4)；所述隐藏式雷达防护组件3包括缓冲菱形伸缩架31、防护盖板32、设置在防护盖板上的磁吸件33；所述缓冲菱形伸缩架31的顶部与所述防护盖板32连接，所述缓冲菱形伸缩架31的底部与所述雷达容纳舱2底面连接；

且所述雷达容纳舱2内还设置有电磁装置21；所述电磁装置21在雷达容纳舱2的安装位置与所述磁吸件33在防护盖板32的安装位置相对应；所述电磁装置21用于在通电时产生对所述磁吸件33的磁吸作用进而使防护盖板32向下运动靠近并吸附在雷达容纳舱的舱口处；所述电磁装置21还用于断电后失去对所述磁吸件33的磁吸作用进而使所述防护盖板32向上运动远离雷达容纳舱2的舱口处。

上述基于无人机的三维激光雷达采集系统的主要结构可知：上述基于无人机的三维激光雷达采集系统主要由无人机本体，设置在无人机本体内部的雷达容纳舱和设置在无人机本体表面上且用于封闭所述雷达容纳舱的隐藏式雷达防护组件等结构构成；

下面对本实用新型实施例提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统的具体结构以及具体技术效果做一下详细的说明：

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板32的形状与所述雷达容纳舱2的舱口形状相适应。所述雷达容纳舱2为长方体形状，且所述防护盖板32的形状为矩形形状。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，该防护盖板是可以进行升降的结构装置，在其向上伸展时可以将雷达设备暴露在外，使雷达设备可以正常实施采集工作；同时在防护盖板向下运动到雷达容纳舱的舱口处后，则可以控制封闭雷达容纳舱，从而对雷达容纳舱内的雷达设备实施防护和保护。

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板32的表面还涂覆有隐形涂层。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，该防护盖板甚至是无人机机体的表面都可以涂覆一种涂层，这种涂层是隐形涂层，该隐形涂层可以减少无人机机体的顶部被雷达扫描的范围，从而增强该雷达采集系统的自身隐身性能(可用于隐形采集数据)。

优选的，作为一种可实施方案；所述防护盖板32为复合防护板，且内部自上而下依次设置有工程塑料防护层，防护钢板层以及底部阻燃层。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，防护盖板可以选择多种结构形式的防护板；但是作为最优选的技术方案，该防护盖板优选为复合防护板，且其内部自上而下依次设置有工程塑料防护层，防护钢板层以及底部阻燃层。

该工程塑料防护层可以选择使用多种工程塑料结构，例如PEEK防护层、ABS防护层等；该防护层可以有效的增强防护盖板的防护能力(例如防尘，防雨雪，防水等)以及抗变形能力。同时防护钢板层位于中间，可以增强防护盖板的结构强度，增强其防护能力；同时位于底部的底部阻燃层起到对雷达容纳舱密封的作用，同时对舱内雷达设备等电子设备散出的热量具有较好的阻燃作用。

优选的，作为一种可实施方案；所述无人机本体1具体为碳纤维结构体。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，无人机本体具体为碳纤维结构体，其质量更轻盈，可以保证无人机长航程的飞行能力。

优选的，作为一种可实施方案；所述雷达容纳舱2的内部还设置有电池(图中未示出)；所述电池与所述电磁装置21电连接。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，雷达容纳舱的内部可以安装多种电子设备，除了雷达设备还应该设置有电池；该电池可以为雷达设备供电，同时也可以为电磁装置供电，保证电磁装置的磁吸作用。

优选的，作为一种可实施方案；所述电池为锂离子电池。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，上述电池是供给电磁装置以及雷达设备等电子设备的直接供电设备，因此其优选使用性能可靠稳定且使用寿命较长的锂离子电池。

优选的，作为一种可实施方案；所述缓冲菱形伸缩架31为碳纤维结构体。

需要说明的是，在本实用新型的具体技术方案中，上述缓冲菱形伸缩架可以选择多种结构材质，但是作为最优选的技术方案，该缓冲菱形伸缩架可以优选使用碳纤维结构形式的缓冲菱形伸缩架；缓冲菱形伸缩架，其可以承受较大压力，同时质量更轻盈，可保证电磁装置驱动时阻力更小。

综上，本实用新型提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统，其是一种易于隐藏以及具有较好的防护性能的雷达采集系统，其可以在高空进行无人监测，实地测绘及侦测领域具有广泛的应用。

基于以上诸多显著的技术优势，本实用新型提供的基于无人机的三维激光雷达采集系统必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

设计图

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