一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机的制作方法

1.本发明涉及巡检无人机技术领域，具体为一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，无人机按应用领域，可分为军用与民用，军用方面，无人机分为侦察机和靶机，民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
3.超宽带技术和其他的无线定位技术比较，它独特的通信机制可以使其定位精度达到厘米级。uwb系统不使用载波进行信号调制，而是使用纳秒级的窄脉冲来直接传递信号，因此其频谱范围非常宽，可以再信噪比非常低的状态下工作，另外该脉冲具有极低的功率频谱密度，使得uwb系统具有极高的时间分辨率，具有良好的抗多径能力。从理论而言，uwb系统能够完成厘米级甚至毫米级的定位，目前工业化无人机由于受续航和外挂设备的要求，外挂摄像装置可以进行高速高清摄像，同时保证稳定性，且现有的无人机没有使用超宽带结构来进行测距和定位，因此现有的无人机不是在各种环境下都有良好的定位表现，定位效果有待提高，且定位模块在安装时也需要具备一定的防护效果，确保定位模块稳定能够正常使用后，摄像在进行高空作业时同时也要进行防护，因此我们对上述问题进行完善和改进成为目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，以解决上述背景技术中提出的现有的无人机没有使用超宽带结构来进行测距和定位，因此现有的无人机不是在各种环境下都有良好的定位表现，定位效果有待提高，且定位模块在安装时也需要具备一定的防护效果，确保定位模块稳定能够正常使用后，摄像在进行高空作业时筒时也要进行防护的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，包括：
6.装置本体，所述装置本体的顶端设置有顶块，所述装置本体的表面设置有安装架，所述安装架设置有四组，所述安装架的表面固定连接有支撑环，所述支撑环的表面设置有扇叶本体，所述扇叶本体设置有四组；
7.安装环，所述安装环固定安装在装置本体的底端，所述安装环的下端设置有螺纹筒，所述螺纹筒的表面设置有防护架，所述防护架的内侧壁开设有螺纹本体，所述防护架的
内部设置有标签本体，所述螺纹筒与防护架之间相互适配，所述顶块的顶端设置有安装底座，所述安装底座的内部开设有第一凹槽，所述安装底座的一侧开设有第一孔洞，所述第一孔洞的内部活动连接有固定件，所述第一孔洞与固定件之间相互适配，所述安装底座的内底壁固定连接有固定板。
8.优选的，所述固定板的表面固定连接有稳定板，所述稳定板远离固定板的一端设置有摄像装置。
9.优选的，所述第一凹槽的内部设置有防护壳，所述防护壳的表面设置有固定圈，所述固定圈的一侧开设有第二凹槽。
10.优选的，所述第二凹槽的内部设置有透明玻璃件，所述防护壳的表面皆均匀开设有第二孔洞。
11.优选的，所述装置本体的下表面从左向右依次设置有第一底板和第二底板，所述第一底板的底端固定连接有第一支撑架，所述第一支撑架远离第一底板的一端固定连接有第一支撑板。
12.优选的，所述第二底板的底端固定连接有第二支撑架，所述第二支撑架远离第二底板的一端固定连接有第二支撑板。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.1、该具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，通过设置的装置本体、顶块、安装架、支撑环、扇叶本体、安装环、螺纹筒、防护架、螺纹本体和标签本体，在使用时，首先通过装置本体、顶块和扇叶本体的设计能够使得装置整体的进行启动飞行，继而通过螺纹筒和防护架之间通过螺纹本体进行螺纹连接后，将标签本体安装在螺纹筒的内部，从而标签本体能够稳定的进行操作，超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点，超宽带在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位，通过基站连接螺纹筒之后，从而完成通过超宽带技术来进行定位，通过基于距离的测距算法得到目标与基站的距离，提高了定位的精确性，从而具有一定的定位性，通过将螺纹筒快速的进行安装，能够实时查看各目标的位置信息与行为轨迹，可以用来检查巡检是否有遗漏，并将各设备信息在地图上标识清楚，便于分析故障、引导人员抵达现场解决问题，体现了设计的实用性。
15.2、该具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，通过设置的安装底座、第一凹槽、第一孔洞、固定件、固定板、稳定板、摄像装置、防护壳、固定圈、第二凹槽和透明玻璃件，在使用时，首先将防护壳插设进入第一凹槽的内部，然后通过将固定件拧入第一孔洞和第二孔洞的内部，提高了安装防护壳的稳定效果，且通过固定板和稳定板能够为摄像装置提供一定的稳定性，然后通过固定圈、第二凹槽和透明玻璃件能够对摄像装置进行一定的防护，并且透明玻璃件的设计使得摄像装置可以进行高速高清摄像，同时保证稳定性，并且通过第一支撑架、第一支撑板、第二支撑架和第二支撑板的设计能够为装置本体提供一定的稳定性，保证了装置本体在进行下落的过程中处于稳定的状态，提高了一定的稳定性，体现了设计的功能性。
附图说明
16.图1为本发明立体结构的示意图；
17.图2为本发明装置本体结构的立体示意图；
18.图3为本发明防护架和螺纹筒结构的拆分示意图；
19.图4为本发明第一凹槽和防护壳结构的拆分示意图；
20.图5为本发明第一底板和第二底板结构的立体示意图；
21.图6为本发明图1中a处结构的放大示意图；
22.图7为本发明超宽带测距算法的原理示意图。
23.图中：1、装置本体；2、顶块；3、安装架；4、支撑环；5、扇叶本体；6、安装环；7、螺纹筒；8、防护架；9、螺纹本体；10、标签本体；11、安装底座；12、第一凹槽；13、第一孔洞；14、固定件；15、固定板；16、稳定板；17、摄像装置；18、防护壳；19、固定圈；20、第二凹槽；21、透明玻璃件；22、第二孔洞；23、第一底板；24、第二底板；25、第一支撑架；26、第一支撑板；27、第二支撑架；28、第二支撑板。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：
26.利用时延信息测距可分为单程测距和双程测距，单程测距技术适用于已知节点与待测节点间有一个共同的时钟的情况，这种方法可以直接估计节点间的传播时间，通过信号传播的时间乘上信号传播的速度即可得到待测节点到已知节点的距离，其中信号传播的速度一般为光速(c)：单程测距法对时钟的同步要求较高，实现原理为： d＝(t2-t1)*c，可用将已知节点与未知节点的时钟频率通过有线同步器或者将其通过软件调度实现无线轮询同步这两种方式来实现时钟同步；双程测距技术则不需要精准的时钟同步，在实际中应用广泛，利用该已知节点发送信号给未知节点，未知点收到信号后将其反射回已知节点通过已知节点发送信号与接收信号的时间差来计算未知节点与已知节点的距离，其实现原理：d＝((t4-t1)-(t3-t2))/2*c。
27.信号在无线信道中传播时都会有信号衰减，根据其衰减规律建立数学模型，便可根据待测节点检测到的信号强度计算出其与已知节点之间的距离，常用的无线信道衰减模型是对数常态衰减模型：
28.[p(d)]dbm＝[p(d0)]dbm-10lg(d/d0)+xdbm
[0029]
式中，p(d)表示距离发射机为d时接收端接收到的信号强度，即rssi值；p()表示距离发射机为时接收端接收到的信号功率，为参考距离；n是路径损耗(passloss)指数，通常是由实际测量得到，障碍物越多，n值越大，从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越快x是一个以dbm为单位，平均值为0的高斯随机变量，反映了当距离一定时，接收到的能量的变化，在实际应用中一般采用简化的模型：
[0030]
[p(d)]dbm＝[p(d0)]dbm-10nlg(d/d0)
[0031]
为便于计算，通常d0取1m，于是可以达到：
[0032]
rssi＝a-10nlg(d)
[0033]
d＝10^(a-rssi)/10n
[0034]
其中，a为无线收发节点相距lm时接收节点接收到的无线信号强度rssi值就是rssi测距的经典模型，式中给出了rssi和d的函数关系，所以已知接收机接收到的rssi值就可以算出它和发射机之间的距离d，a和n都是经验值，和具体使用的硬件节点和无线信号传播的环境密切相关，因此在不同的实际环境下a和n参数不同，其测距模型不同。
[0035]
一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，本技术中使用的装置本体1、标签本体10和摄像装置17均为市场上可直接购买到的产品，其原理和连接方式均为本领域技术人员熟知的现有技术，包括：
[0036]
装置本体1，装置本体1的下表面从左向右依次设置有第一底板 23和第二底板24，第二底板24的底端固定连接有第二支撑架27，第二支撑架27远离第二底板24的一端固定连接有第二支撑板28，第一底板23的底端固定连接有第一支撑架25，第一支撑架25远离第一底板23的一端固定连接有第一支撑板26，装置本体1的顶端设置有顶块2，装置本体1的表面设置有安装架3，安装架3设置有四组，安装架3的表面固定连接有支撑环4，支撑环4的表面设置有扇叶本体5，扇叶本体5设置有四组，通过第一支撑架25、第一支撑板26、第二支撑架27和第二支撑板28的设计能够为装置本体1提供一定的稳定性，保证了装置本体1在进行下落的过程中处于稳定的状态，提高了一定的稳定性；
[0037]
安装环6，安装环6固定安装在装置本体1的底端，安装环6 的下端设置有螺纹筒7，螺纹筒7的表面设置有防护架8，防护架8 的内侧壁开设有螺纹本体9，防护架8的内部设置有标签本体10，螺纹筒7与防护架8之间相互适配，顶块2的顶端设置有安装底座 11，安装底座11的内部开设有第一凹槽12，第一凹槽12的内部设置有防护壳18，防护壳18的表面设置有固定圈19，固定圈19的一侧开设有第二凹槽20，第二凹槽20的内部设置有透明玻璃件21，防护壳18的表面皆均匀开设有第二孔洞22，安装底座11的一侧开设有第一孔洞13，第一孔洞13的内部活动连接有固定件14，第一孔洞13与固定件14之间相互适配，安装底座11的内底壁固定连接有固定板15，固定板15的表面固定连接有稳定板16，稳定板16远离固定板15的一端设置有摄像装置17，通过装置本体1、顶块2和扇叶本体5的设计能够使得装置整体的进行启动飞行，继而通过螺纹筒7和防护架8之间通过螺纹本体9进行螺纹连接后，将标签本体10安装在螺纹筒7的内部，从而标签本体10能够稳定的进行操作，超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点，超宽带在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位，通过基站连接螺纹筒7 之后，从而完成通过超宽带技术来进行定位，通过基于距离的测距算法得到目标与基站的距离，提高了定位的精确性，从而具有一定的定位性，通过将螺纹筒7快速的进行安装，能够实时查看各目标的位置信息与行为轨迹，可以用来检查巡检是否有遗漏，并将各设备信息在地图上标识清楚，便于分析故障、引导人员抵达现场解决问题，将防护壳18插设进入第一凹槽12的内部，然后通过将固定件14拧入第一孔洞13和第二孔洞22的内部，提高了安装防护壳18 的稳定效果，且通过固定板15和稳定板16能够为摄像装置17提供一定的稳定性，然后通过固定圈19、第二凹槽20和透明玻璃件21 能够对摄
像装置17进行一定的防护，并且透明玻璃件21的设计使得摄像装置17可以进行高速高清摄像，同时保证稳定性。
[0038]
工作原理：在使用时，首先通过装置本体1、顶块2和扇叶本体 5的设计能够使得装置整体的进行启动飞行，继而通过螺纹筒7和防护架8之间通过螺纹本体9进行螺纹连接后，将标签本体10安装在螺纹筒7的内部，从而标签本体10能够稳定的进行操作，通过基站连接螺纹筒7之后，从而完成通过超宽带技术来进行定位，通过基于距离的测距算法得到目标与基站的距离，提高了定位的精确性，从而具有一定的定位性，通过将螺纹筒7快速的进行安装，能够实时查看各目标的位置信息与行为轨迹，可以用来检查巡检是否有遗漏，并将各设备信息在地图上标识清楚，便于分析故障、引导人员抵达现场解决问题，将防护壳18插设进入第一凹槽12的内部，然后通过将固定件14拧入第一孔洞13和第二孔洞22的内部，提高了安装防护壳18的稳定效果，且通过固定板15和稳定板16能够为摄像装置17提供一定的稳定性，然后通过固定圈19、第二凹槽20和透明玻璃件21能够对摄像装置17进行一定的防护，并且透明玻璃件21的设计使得摄像装置17可以进行高速高清摄像，并且通过第一支撑架25、第一支撑板26、第二支撑架27和第二支撑板28的设计能够为装置本体1提供一定的稳定性，保证了装置本体1在进行下落的过程中处于稳定的状态，以上为本发明的所有工作原理。
[0039]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于，包括：装置本体(1)，所述装置本体(1)的顶端设置有顶块(2)，所述装置本体(1)的表面设置有安装架(3)，所述安装架(3)设置有四组，所述安装架(3)的表面固定连接有支撑环(4)，所述支撑环(4)的表面设置有扇叶本体(5)，所述扇叶本体(5)设置有四组；安装环(6)，所述安装环(6)固定安装在装置本体(1)的底端，所述安装环(6)的下端设置有螺纹筒(7)，所述螺纹筒(7)的表面设置有防护架(8)，所述防护架(8)的内侧壁开设有螺纹本体(9)，所述防护架(8)的内部设置有标签本体(10)，所述螺纹筒(7)与防护架(8)之间相互适配，所述顶块(2)的顶端设置有安装底座(11)，所述安装底座(11)的内部开设有第一凹槽(12)，所述安装底座(11)的一侧开设有第一孔洞(13)，所述第一孔洞(13)的内部活动连接有固定件(14)，所述第一孔洞(13)与固定件(14)之间相互适配，所述安装底座(11)的内底壁固定连接有固定板(15)。2.根据权利要求1所述的一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于：所述固定板(15)的表面固定连接有稳定板(16)，所述稳定板(16)远离固定板(15)的一端设置有摄像装置(17)。3.根据权利要求1所述的一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于：所述第一凹槽(12)的内部设置有防护壳(18)，所述防护壳(18)的表面设置有固定圈(19)，所述固定圈(19)的一侧开设有第二凹槽(20)。4.根据权利要求3所述的一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于：所述第二凹槽(20)的内部设置有透明玻璃件(21)，所述防护壳(18)的表面皆均匀开设有第二孔洞(22)。5.根据权利要求1所述的一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于：所述装置本体(1)的下表面从左向右依次设置有第一底板(23)和第二底板(24)，所述第一底板(23)的底端固定连接有第一支撑架(25)，所述第一支撑架(25)远离第一底板(23)的一端固定连接有第一支撑板(26)。6.根据权利要求5所述的一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，其特征在于：所述第二底板(24)的底端固定连接有第二支撑架(27)，所述第二支撑架(27)远离第二底板(24)的一端固定连接有第二支撑板(28)。

技术总结
本发明涉及巡检无人机技术领域，具体为一种具有稳定超宽带结构的室内巡检无人机，包括：装置本体，所述装置本体的顶端设置有顶块，所述装置本体的表面设置有安装架，所述安装架设置有四组，所述安装架的表面固定连接有支撑环，所述支撑环的表面设置有扇叶本体；安装环，所述安装环固定安装在装置本体的底端。本发明通过超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点，超宽带在早期被用来应用在近距离高速数据传输，近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。做近距离精确室内定位。做近距离精确室内定位。


技术研发人员：冯兰新 孙庆森 刘加国 吴斌 高山 张召峰 亓鹏 张海峰 王猛
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司泰安供电公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8