一种水利工程UAV搭载的机器视觉模块的制作方法

本技术涉及水利工程，特别涉及一种水利工程uav搭载的机器视觉模块。

背景技术：

1、无人机(uav，unmanned aerial vehicle)在水利工程中发挥着重要作用，能够提供高精度、高分辨率的空中数据，以支持水利工程的规划、设计、建设、监测和维护等多个阶段。一般来说，无人机搭载机器视觉装置，例如高分辨率相机，可以进行航测、地形地貌、土地利用、植被覆盖等方面的测绘，为工程勘察提供详细的空中影像和数据。

2、而在最新的现有技术中，uav在水利工程的技术主要是通过采集大量高质量的空中数据，可以进行数字高程模型(dem)和数字地形模型(dtm)的制作，为水利工程规划和设计提供精准的地形信息。无人机可定期飞行，实时采集水利工程现场数据，进行变化检测、病害监测、河流流量监测等，及时发现问题并进行评估。

3、因此综合来说，无人机技术在水利工程中的应用有助于提高工作效率、降低成本、提供更准确的数据，对水利工程的规划、建设和运营起到了积极的推动作用。

4、无人机搭载机器视觉装置时通常使用两轴云台进行搭载，即两个电机分别控制相机或传感器的俯仰(pitch)和偏航(yaw)方向的角度调整。这两个电机分布在垂直方向上，相互交错布置，以实现不同方向的角度调整。但是这种模式存在如下技术问题：

5、(1)有限的自由度：传统两轴云台技术只能实现俯仰和偏航的调节，在多方向调整方面受限，无法适应复杂的调整需求。

6、(2)限制精确度和灵活性：传统两轴云台技术的设计限制了精确度和灵活性，尤其是在多轴调整方面。

7、(3)适应性受限：传统两轴云台技术通常只适用于特定场景或特定类型的调整，如航拍摄影。用于更广泛的应用领域，如水利工程的视觉监测时可能会产生拍摄角度不佳的现象，为数字高程模型(dem)和数字地形模型(dtm)的制作产生了一定的不确定性。

8、为此，提出一种水利工程uav搭载的机器视觉模块。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种水利工程uav搭载的机器视觉模块，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即有限的自由度、限制精确度和灵活性和适应性受限，并对此至少提供一种有益的选择；

2、本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种水利工程uav搭载的机器视觉模块，包括无人机，所述无人机上搭载有宏动调节机构，所述宏动调节机构搭载有微动调节机构，所述微动调节机构搭载有机器视觉组件；所述宏动调节机构包括至少三个沿同轴环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度连接作用于所述微动调节机构作万向角度调节；所述微动调节机构包括两个交错旋向的转动自由度，用于调节所述机器视觉组件作俯仰角度及水平角度调节；所述机器视觉组件用于视觉检测。

3、在上述的实施方式中：该机器视觉模块的实施方式包括在无人机上安装宏动调节机构，宏动调节机构中安装微动调节机构，而微动调节机构上搭载机器视觉组件。宏动调节机构由至少三个沿同轴环形排列的线性自由度组成，用于整体角度调节。微动调节机构由两个交错旋向的转动自由度构成，用于微调机器视觉组件的角度。

4、其中在一种实施方式中：所述机器视觉组件包括机壳及安装于所述机壳上的摄像头、ccd工业视觉相机和传感器组件。

5、在上述的实施方式中：这些元件构成了机器视觉组件的主要部分，安装在微动调节机构上，实现了视觉检测功能。

6、其中在一种实施方式中：所述传感器组件包括红外传感器或/和光谱传感器。这些传感器安装于机器视觉组件中，为视觉检测提供多种感应元素。

7、其中在一种实施方式中：所述宏动调节机构包括两个盘体，两个所述盘体之间以环形阵列的形式安装有六个用于输出所述线性自由度的伺服电缸，所述伺服电缸的缸体和活塞杆分别均通过万向节联轴器万向铰接于两个所述盘体之间相互相对的各自一面上；一个所述盘体安装于所述无人机上，另一个所述盘体安装于所述宏动调节机构上。且宏动调节机构外搭载有一个用于防护的柔性套筒。

8、其中在一种实施方式中：所述每两两相邻的两个所述伺服电缸相互之间，以v形或者倒v形排布。

9、在上述的实施方式中：每两两相邻的伺服电缸以v形或倒v形排布，形成交叉布局。这种排布模式旨在将线性自由度相互之间交叠，进一步增加控制精度和极限控制点位，提高宏动调节机构的精确度和灵活性。

10、其中在一种实施方式中：所述微动调节机构包括两个交错布置的用于输出所述转动自由度的调节组件，一个所述调节组件上通过连接台搭载有所述机器视觉组件，另一个所述调节组件与所述宏动调节机构的所述盘体固定连接。

11、其中在一种实施方式中：所述调节组件包括第一机架和弧形滑动配合于所述第一机架的第二机架；所述第一机架上安装有伺服电机，所述伺服电机驱动旋转有蜗杆，所述蜗杆啮合有蜗轮板，所述蜗轮板与所述第二机架固定连接；所述第二机架上安装有另一个所述调节组件的第一机架或所述连接台。

12、其中在一种实施方式中：所述第一机架上开设有能够相互适配的滑轨和滑轨，每个所述调节组件的所述第一机架相互之间通过所述滑轨和所述滑轨建立所述弧形滑动配合的关系。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

14、(1)多自由度和灵活调节：本实用新型的技术采用交错布置的多个调节组件，每个组件具有独立的线性自由度和转动自由度，使得机器视觉组件可以在多个方向上实现精准调节。这种多自由度的设计增加了调整的灵活性，可以满足复杂水利工程场景下多方向、多维度的调整需求。

15、(2)高精确度和稳定性：通过精心设计的伺服电机、蜗杆传动和交错布置的调节组件，本实用新型的技术实现了更高的精确度和稳定性。这种设计确保了机器视觉组件的精准定位和稳定运动，提高了视觉检测的准确性和可靠性。

16、(3)广泛适用性：该技术不仅可以用于水利工程视觉监测，还可以适用于其他领域，如地形地貌勘测、植被覆盖分析等。具有通用性和适应性，能够满足不同领域、不同场景下的视觉检测需求。

技术特征：

1.一种水利工程uav搭载的机器视觉模块，包括无人机(1)，其特征在于：所述无人机(1)上搭载有宏动调节机构(3)，所述宏动调节机构(3)搭载有微动调节机构(2)，所述微动调节机构(2)搭载有机器视觉组件(4)；

2.根据权利要求1所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述机器视觉组件(4)包括机壳(401)及安装于所述机壳(401)上的摄像头(402)、ccd工业视觉相机(403)和传感器组件(404)。

3.根据权利要求2所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述传感器组件(404)包括红外传感器或/和光谱传感器。

4.根据权利要求1所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述宏动调节机构(3)包括两个盘体(301)，两个所述盘体(301)之间以环形阵列的形式安装有六个用于输出所述线性自由度的伺服电缸(302)，所述伺服电缸(302)的缸体和活塞杆万向铰接于两个所述盘体(301)之间相互相对的各自一面上；

5.根据权利要求4所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述每两两相邻的两个所述伺服电缸(302)相互之间，以v形或者倒v形排布。

6.根据权利要求1所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述微动调节机构(2)包括两个交错布置的用于输出所述转动自由度的调节组件(201)，一个所述调节组件(201)上通过连接台(202)搭载有所述机器视觉组件(4)。

7.根据权利要求6所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述调节组件(201)包括第一机架(2011)和弧形滑动配合于所述第一机架(2011)的第二机架(2015)；

8.根据权利要求7所述的水利工程uav搭载的机器视觉模块，其特征在于：所述第一机架(2011)上开设有能够相互适配的滑轨(2017)和滑轨(2017)，每个所述调节组件(201)的所述第一机架(2011)相互之间通过所述滑轨(2017)和所述滑轨(2017)建立所述弧形滑动配合的关系。

技术总结本技术公开了一种水利工程UAV搭载的机器视觉模块，包括无人机，所述无人机上搭载有宏动调节机构，所述宏动调节机构搭载有微动调节机构，所述微动调节机构搭载有机器视觉组件；所述宏动调节机构包括至少三个沿同轴环形阵列式排布的线性自由度，所述线性自由度连接作用于所述微动调节机构作万向角度调节；所述微动调节机构包括两个交错旋向的转动自由度，用于调节所述机器视觉组件作俯仰角度及水平角度调节；本技术的技术采用交错布置的多个调节组件，每个组件具有独立的线性自由度和转动自由度，使得机器视觉组件可以在多个方向上实现精准调节。这种多自由度的设计增加了调整的灵活性，可以满足复杂水利工程场景下多方向、多维度的调整。技术研发人员：朱丹丹,翟志杰,杨华,秦培星受保护的技术使用者：黑龙江农垦勘测设计研究院有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/5/16