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用于飞行平台的机载高光谱成像装置及连接结构的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

用于飞行平台的机载高光谱成像装置及连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及高光谱遥感技术领域,尤其涉及一种用于飞行平台的机载高光谱成像装置及连接结构。


背景技术:

2.随着电子科学技术的进步和计算机工业水平的发展,小型多旋翼式无人飞行设备逐步进入人们的生活领域,尤其是四轴飞行器的商用化,得到了极大发展;比如在一些拍摄、物品传递、飞行表演等场合,就经常需要小型多旋翼式无人飞行设备来执行相应的任务。
3.但是现有技术的无人飞行器,只考虑结构功能上的实现,没有系统地考虑飞行器的整体布局,通常将大部分电子设备外置(如将电子调速器等外置于机身外部),不利于保护电子设备,且使得无人机连线凌乱,在出现问题时较难快速找出问题所在。另外,电池通常采用魔术贴捆绑,使得安装后的电池固定不牢靠,在飞行过程极可能出现位置相对移动,影响飞行器的稳定,且每次安装电池时位置不一,也会影响无人飞行器的稳定性。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的就是为了解决上述问题,提供一种用于飞行平台的机载高光谱成像装置及连接结构,结构紧凑,拆装方便,整体结构布局合理,集成有高精度pos系统,通过连接结构将高光谱成像装置快速、方便地挂载于飞行平台上,避免因飞行平台不稳定而导致的图像变形的问题。
5.为实现本实用新型的上述目的,本实用新型一方面提供一种用于飞行平台的连接结构,其包括:用于在其上安装pos系统的第一安装板;用于在其上安装工控机的第二安装板;用于在其上安装高光谱相机的第三安装板;其中,第一安装板、第二安装板、第三安装板两两垂直。
6.其中,所述第一安装板、第二安装板、第三安装板两两可拆卸连接或不可拆卸连接。
7.其中,所述第一安装板设有用于可拆卸安装在飞行平台上的延伸部,pos系统安装在与延伸部垂直的端面上。
8.其中,所述第二安装板与第一安装板的另一端面垂直连接,且在其与第一安装板的用于安装pos系统的端面相垂直的端面上安装工控机。
9.其中,所述第三安装板与第二安装板的一侧面垂直连接,且在其与第二安装板的用于安装工控机的端面相垂直的端面上安装高光谱相机;或者,第三安装板与第一安装板的另一端面垂直连接,在其与第一安装板的用于安装pos系统的端面、第二安装板的用于安装工控机的端面两两垂直的端面上安装高光谱相机。
10.此外,本实用新型还提供一种用于飞行平台的机载高光谱成像装置,其包括:用于可拆卸安装在飞行平台上的如上所述的连接结构;可拆卸安装在连接结构的三个端面上的
pos系统、工控机和高光谱相机;外置于工控机上的固态硬盘;所述工控机与高光谱相机、固态硬盘和pos系统分别连接,且高光谱相机采集的数据传输至工控机,并存储于固态硬盘中。
11.其中,所述连接结构包括两两可拆卸连接或不可拆卸连接的第一安装板、第二安装板、第三安装板。
12.优选的,第一安装板、第二安装板、第三安装板两两垂直。
13.优选的,所述第一安装板设有用于可拆卸安装在飞行平台上的延伸部,pos系统安装在与延伸部垂直的端面上。
14.优选的,所述第二安装板与第一安装板的另一端面垂直连接,且在其与第一安装板的用于安装pos系统的端面相垂直的端面上安装工控机。
15.优选的,所述第三安装板与第二安装板的一侧面垂直连接,且在其与第二安装板的用于安装工控机的端面相垂直的端面上安装高光谱相机。
16.优选的,所述工控机的背离表面一侧设置用于形成卡口的两个突起的延伸部,所述卡口用于安置固态硬盘。
17.优选的,所述固态硬盘后端套装有用于保护和安置固态硬盘的硬盘保护壳。
18.优选的,所述pos系统设置有eth、io、pwr、gnss_1、gnss_2、4g接口中的一个或多个,且设置有simcard插槽。
19.其中,所述飞行平台为有人机或无人机。
20.与现有技术相比,本实用新型实施例的用于飞行平台的机载高光谱成像装置及连接结构具有如下优点:
21.本实用新型实施例的用于飞行平台的机载高光谱成像装置,包括高光谱相机、工控机、pos系统、固态硬盘、连接结构,高光谱相机、工控机、pos系统安置在连接结构上,固态硬盘外置于工控机上方,工控机分别与高光谱相机、固态硬盘和pos系统连接,整体结构紧凑、易拆装;通过连接结构的用于飞行平台挂载的延伸部,可快速与飞行平台连接,且可满足不同飞行平台的挂载需求,维护、测试成本低;采用pos系统具有高精度,定位数据更准确,并可与高光谱相机进行时间同步,在飞行平台不稳定的情况下,采集高质量高精度的数据成果。
22.下面结合附图对本实用新型实施例进行详细说明。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例用于飞行平台的机载高光谱成像装置的结构图;
24.图2是本实用新型实施例连接结构的示意图;
25.图3是本实用新型实施例pos系统的示意图。
具体实施方式
26.如图2所示,为本实用新型实施例提供的用于飞行平台的连接结构的结构示意图,由图可知,该连接结构包括:用于在其上安装pos系统的第一安装板8;用于在其上安装工控机的第二安装板10;用于在其上安装高光谱相机的第三安装板9;其中,第一安装板8、第二安装板10、第三安装板9两两垂直,且两两之间可拆卸连接或不可拆卸连接。优选的,两两之
间采用可拆卸方式连接在一起。
27.其中,如图2所示,第一安装板8、第二安装板10、第三安装板9两两垂直,以便在各安装板上安装高光谱相机1、pos系统2、工控机3,使得整个结构紧凑、易拆装,维护、测试成本低。
28.连接时,可以采用不同的连接方案,如,高光谱相机安装板(即第三安装板9)、工控机安装板(即第二安装板10)可分别通过螺钉与pos系统安装板(即第一安装板8)连接在一起,或者,高光谱相机安装板(即第三安装板9)通过螺钉与pos系统安装板(即第一安装板8)连接在一起,工控机安装板(即第二安装板10)通过螺钉与高光谱相机安装板(即第三安装板9)连接在一起,当然,也可以采用其它方式将上述各安装板可拆卸连接在一起,但需满足三个安装板两两垂直,以便于将高光谱相机1、pos系统2、工控机3集成于同一个连接结构上,从而便于通过连接结构将高光谱相机1、pos系统2、工控机3快速搭载在飞行平台上。
29.其中,第一安装板8设有用于可拆卸安装在飞行平台(图中未示出)上的延伸部,pos系统安装在与延伸部的用于连接飞行平台的端面相垂直的端面上,且在延伸部的所述端面上设置有多个螺钉孔11,通过螺钉可将延伸部与飞行平台连接,从而将连接结构与飞行平台连接,以便安装在连接结构上的各构件可挂载于飞行平台上,该飞行平台为有人机或无人机。
30.而第二安装板10与第一安装板8的另一端面(即,该另一端面为与第一安装板的用于安装上述pos机的端面相背的端面)垂直连接,且在其与第一安装板8的用于安装pos系统的端面相垂直的端面上安装工控机。第三安装板9与第二安装板10的一侧面垂直连接,在其与第二安装板10的用于安装工控机的端面相垂直的端面上安装高光谱相机,或者,第三安装板9与第一安装板8的另一端面垂直连接,在其与第一安装板8的用于安装pos系统的端面、第二安装板10的用于安装工控机的端面两两垂直的端面上安装高光谱相机。
31.本实用新型除了提供上述的连接结构外,还提供用于飞行平台的机载高光谱成像装置,其包括:用于可拆卸安装在飞行平台上的如上所述的连接结构;可拆卸安装在连接结构的三个端面上的pos系统、工控机和高光谱相机;外置于工控机上的固态硬盘;所述工控机与高光谱相机、固态硬盘和pos系统分别连接,且高光谱相机采集的数据传输至工控机,并存储于固态硬盘中。飞行平台可为有人机,也可为无人机。
32.具体的,本实用新型用于飞行平台的机载高光谱成像装置包括:高光谱相机1、pos系统2、工控机3、固态硬盘4、连接结构。高光谱相机1、pos系统2、工控机3通过螺钉安置在连接结构上,相对位置固定,整体结构紧凑、易拆装,维护、测试成本低;固态硬盘4通过两个突起延伸部5形成的卡口外置于工控机3上方。
33.其中,固态硬盘4通过sata3.0接口与工控机3连接,用于存储高光谱相机1采集的数据;高光谱相机1和pos系统2分别连接至工控机3上的usb接口,工控机3装载有专用的数据采集控制软件,用于高光谱采集控制;数据采集控制软件具有时间同步功能,实现高光谱相机1和pos系统2数据的同步采集。
34.其中,本实用新型实施例的高光谱相机1可为推扫成像的pika l高光谱相机,用于采集地物图像和光谱信息,其包括镜头6,镜头6可选用不同规格的型号,从而可具有不同的视场角,且镜头6通过高光谱相机1的螺纹接口安装座与高光谱相机1进行连接。高光谱相机1所采集的数据,传输至工控机3,存储在固态硬盘4中。
35.本实用新型实施例的pos系统2设置有eth、io、pwr、gnss_1、gnss_2、4g接口中的一个或多个,且设置有simcard插槽。优选的,本实施例pos系统2可同时设置如下接口:设置eth接口12,用于网络通讯;设置io接口13,用于与工控机3连接和通信;设置pwr接口14,用于为pos系统2供电;设置gnss_1接口15和gnss_2接口16,用于连接gnss天线,以获取卫星信号;设置4g接口17,用于连接4g天线;设置simcard插槽18,用于放置simcard;本实施例的pos系统,组合定位数据更新频率达100hz,平面位置精度1cm,高程精度2cm,俯仰角和翻滚角精度达0.005
°
,航向角精度达0.01
°
,精度高,可与高光谱相机进行时间同步。
36.本实施例的pos系统2与高光谱相机1可通过连接结构而相对位置固定,经过时间同步,可获取高光谱相机1每一行数据对应的位置和姿态信息,实现光谱图像高精度的几何校正。
37.本实施例固态硬盘4包括硬盘保护壳7,硬盘保护壳7套在固态硬盘后端4,用于保护和安置固态硬盘。
38.本实施例的工控机可采用intel blknuc7i7dnk1e nuc计算机平台,工控机内装载有专用的数据采集控制软件,在工控机一侧设置两个突起的延伸部作为卡口,通过卡口可安置与固定固态硬盘。
39.综上所述,本实用新型提供的机载高光谱成像系统,包括高光谱相机、工控机、pos系统、固态硬盘、连接结构,高光谱相机、工控机、pos系统可拆卸安置在连接结构上,固态硬盘外置于工控机上方,工控机分别与高光谱相机、固态硬盘和pos系统连接,使得本实用新型整体结构紧凑、易拆装,连接结构上设置的用于飞行平台挂载的延伸部,可满足不同飞行平台的挂载需求,维护、测试成本低。所采用高精度pos系统,组合定位数据更新频率达100hz,平面位置精度1cm,高程精度2cm,俯仰角和翻滚角精度达0.005
°
,航向角精度达0.01
°
,通过与高光谱相机进行时间同步,在飞行平台不稳定的情况下,采集高质量高精度的数据成果。
40.尽管上文对本实用新型实施例作了详细说明,但本实用新型实施例不限于此,本技术领域的技术人员可以根据本实用新型实施例的原理进行修改,因此,凡按照本实用新型实施例的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型实施例的保护范围。