一种全天候无人机光电辅助着陆设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学设备技术领域，具体为一种全天候无人机光电辅助着陆设备。


背景技术：

2.可见光和红外是安防监视系统主要使用波段，可见光可实现白天或高照度情况下的视频监控功能，红外波段可实现夜晚低照度情况下的视频监控功能。可见光和红外同时使用，既可以保持可见光图像细节丰富的特点，也可以在夜间用红外进行观察，实现全天候工作。
3.通常无人机在降落时需要保证降落点无障碍物，传统的方法需要人工观察，耗费大量的人力来保证无人机着陆时的安全，并且只能在指定位置降落。但是在战场环境日益复杂化的今天，无法保证无人机只在指定位置降落，因此保证无人机的降落安全更加重要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种无人机光电辅助着陆设备，具备全天候工作的优点，解决了传统无人机着陆时需要人工观察的问题，提高无人机着陆的安全性。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无人机光电辅助着陆设备，包括安装在外壳内部的非制冷红外热像仪、可见光摄像机、窗口加热板、电源控制板、红外窗口片和可见光窗口片组成。所述非制冷红外热像仪和可见光摄像机安装方向与航向轴方向一致，并保持红外光轴和可见光光轴共轴，非制冷红外热像仪前端安装红外窗口片，可见光摄像机前端安装可见光窗口片；所述的窗口加热板安装在红外窗口片和可见光窗口片后端，窗口加热板与窗口片之间由导热垫连接；所述的电源控制板安装在非制冷红外热像仪和可见光摄像机后端。
6.优选的，所述非制冷红外热像仪包含有无热化红外热成像镜头和非制冷长波红外探测器，非制冷长波红外探测器安装于无热化红外热成像镜头的焦点位置，无热化红外热成像镜头的焦距为19mm，非制冷长波红外探测器的材料为氧化钒或非晶硅，分辨率为640
×
512或640
×
480。
7.优选的，所述可见光摄像机包含有可见光镜头和可见光探测器，可见光探测器安装于可见光镜头的焦点位置，可见光镜头焦距为12mm，可将光探测器的分辨率为1920
×
1080。
8.优选的，所述窗口加热板在低于-5℃时自动启动加热，在高于20℃时自动停止加热。
9.优选的，所述电源控制板输入电压为11v-16v，输出电压为12v
±
15%，可实现一键自检功能。
10.优选的，所述红外窗口片材料为ge，内侧镀增透膜，外侧镀保护膜。
11.优选的，所述可将光窗口片材料为k9，内侧镀增透膜，外侧镀保护膜。
12.本实用新型的有益效果如下：
13.本实用新型通过利用非制冷红外热像仪和可见光摄像机来代替人工观察无人机降落点周围情况，提高无人机着陆安全性，在白天或高照度的情况下，通过可见光摄像机观察着陆点情况，在夜晚或低照度的情况下，通过非制冷红外热像仪观察着陆点情况，通过对可见光摄像机和非制冷红外热像仪的组合使用，能够全天候的辅助无人机着陆，提高无人机着陆的安全性。
附图说明
14.图1为本实用新型结构示意图；
15.图2为本实用新型可见光摄像机结构示意图；
16.图3为本实用新型非制冷红外热像仪结构示意图；
17.图4为本实用新型窗口加热板结构示意图；
18.图5为本实用新型电源控制板结构示意图；
19.图6为本实用新型窗口片结构示意图。
20.图中：1、外壳；2、非制冷红外热像仪；21、无热化红外热成像镜头；22、非制冷长波红外探测器；3、可见光摄像机；31、可见光镜头；32、可见光探测器；4、窗口加热板；5、电源控制板；6、红外窗口片；7、可见光窗口片。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。
22.请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种全天候无人机光电辅助着陆设备，安装在外壳1内部的非制冷红外热像仪2、可见光摄像机3、窗口加热板4、电源控制板5、红外窗口片6和可见光窗口片7组成。非制冷红外热像仪2和可见光摄像机3安装方向与航向轴方向一致，并保持红外光轴和可见光光轴共轴，非制冷红外热像仪前端安装红外窗口片6，可见光摄像机前端安装可见光窗口片7；窗口加热板4安装在红外窗口片6和可见光窗口片7后端，窗口加热板4与窗口片之间由导热垫连接；电源控制板5安装在非制冷红外热像仪2和可见光摄像机3后端。
23.优选的，非制冷红外热像仪2由无热化红外镜头21和非制冷长波红外探测器22组成，非制冷长波红外探测器22安装在无热化红外镜头21的焦平面处，使得非制冷红外热像仪能够清晰成像，无热化红外镜头21的距为19mm，能够识别200m之外0.5m大小的物体，非制冷长波红外探测器22的材料为氧化钒或非晶硅，分辨率为640
×
512或640
×
480，探测器的像元大小为17μm。
24.优选的，可见光摄像机3由可见光镜头31和可见光探测器32组成，可见光探测器32在可见光镜头31的焦平面处，使得可见光摄像机能够清晰成像，可见光镜头31的焦距为12mm，能够识别200m之外0.5m大小的物体，可见光探测器32的分辨率为1920
×
1080，探测器的像元大小为3.75μm。
25.优选的，窗口加热板4上安装有温度传感器，当温度传感器探测温度低于-5℃时，电源控制板5开始给窗口加热板4电，窗口加热板开始加热，当温度传感器探测温度高于20℃时，电源控制板5停止给窗口加热板4供电，窗口加热板停止加热。
26.优选的，电源控制板5由航插供电，输入电压为11-16v，分三路输出，输出电压都为12v
±
15%。
27.优选的，红外窗口片6材料为ge，口径为36mm，厚度为2mm,外侧镀保护膜，内侧镀增透膜。
28.优选的，可见光窗口片7材料为k9，口径为36mm，厚度为2mm，外侧镀保护膜，内侧镀增透膜。
29.工作原理：本实用新型使用时，无人机通过航插线缆给电源控制板供电，电源控制板通电后，分别给可见光探测器和非制冷长波红外探测器供电，此时可见光摄像机和非制冷红外热像仪开始工作，通过航插线缆中的视频传输线缆把视频传输到显示器。当需要切换红外热像仪白热/黑热显示时，将切换信号传输到电源控制板，并通过电源控制板把信号传输到非制冷红外热像仪中，实现显示画面白热/黑热切换功能。当处于外壳内部的温度传感器探测温度低于-5℃时，电源控制板开始给窗口加热板供电，窗口加热板开始加热，当温度传感器探测温度高于20℃时，电源控制板断开窗口加热板的供电，窗口加热板停止加热。窗口加热板和窗口片之间用导热垫相连，方便窗口加热板给窗口片加热，实现给窗口片除雾功能。能够满足全天候辅助无人机着陆的功能，提高无人机着陆的安全性。
30.综上所述：该全天候无人机辅助着陆设备，无人机通过航插给设备中的电源控制板供电，电源板分别给非制冷红外热像仪和可见光摄像机供电，非制冷红外热像仪的工作波段为8-14m，能够在夜晚或照度低的情况下提供清晰的视频图像，可见光摄像机的工作波段为0.38-0.78μm，能够在白天或照度高的情况下提供清晰的视频图像，满足全天候工作的条件。当无人机降落时，如果温度在低于-5℃时，电源控制板自动给窗口加热板供电，窗口加热板开始工作，当温度高于20℃时，电源控制板自动停止给窗口加热板供电，窗口加热板停止工作，如果温度在-5℃到20℃之间时，可以通过操作者给电源控制板发送加热信号，以此来控制窗口加热板加热功能是否开启，已实现除雾的功能，满足全天候辅助无人机着陆功能，提高无人机着陆安全性。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：包括安装在外壳（1）内部的非制冷红外热像仪（2）、可见光摄像机（3）、窗口加热板（4）、电源控制板（5）、红外窗口片（6）和可见光窗口片（7）组成；所述非制冷红外热像仪（2）和可见光摄像机（3）安装方向与航向轴方向一致，并保持红外光轴和可见光光轴共轴，非制冷红外热像仪前端安装红外窗口片（6），可见光摄像机前端安装可见光窗口片（7）；所述的窗口加热板（4）安装在红外窗口片（6）和可见光窗口片（7）后端，窗口加热板（4）与窗口片之间由导热垫连接；所述的电源控制板（5）安装在非制冷红外热像仪（2）和可见光摄像机（3）后端。2.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述非制冷红外热像仪（2）包含有无热化红外热成像镜头（21）和非制冷长波红外探测器（22），非制冷长波红外探测器（22）安装于无热化红外热成像镜头（21）的焦点位置，无热化红外热成像镜头（21）的焦距为19mm，非制冷长波红外探测器（22）的材料为氧化钒或非晶硅，分辨率为640
×
512或640
×
480。3.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述可见光摄像机（3）包含有可见光镜头（31）和可见光探测器（32），可见光探测器（32）安装于可见光镜头（31）的焦点位置，可见光镜头（31）焦距为12mm，可将光探测器（32）的分辨率为1920
×
1080。4.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述窗口加热板（4）在低于-5℃时自动启动加热，在高于20℃时自动停止加热。5.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述电源控制板（5）输入电压为11v-16v，输出电压为12v
±
15%，可实现一键自检功能。6.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述红外窗口片（6）材料为ge，内侧镀增透膜，外侧镀保护膜。7.根据权利要求1所述的一种全天候无人机光电辅助着陆设备，其特征在于：所述可见光窗口片（7）材料为k9，内侧镀增透膜，外侧镀保护膜。

技术总结
本实用新型公开了一种全天候无人机光电辅助着陆设备，包括非制冷红外热像仪、可见光摄像机、窗口加热板、电源控制板、红外窗口片和可见光窗口片。所述非制冷红外热像仪由无热化红外镜头和非制冷长波红外探测器组成，用于实现夜晚和能见度低的情况下的红外热成像；所述的可见光摄像机由可见光镜头和可将光探测器组成，用于实现白天或高照度情况下的白光成像；所述的窗口加热板用于在温度变化时对镜头窗口进行加热，实现由于温度变化而导致窗口片起雾时的除雾功能；所述的电源控制板主要用来给红外探测器和可见光探测器进行供电，并能够与红外探测器和可见光探测器进行通讯，实现探测器功能的实时控制。测器功能的实时控制。测器功能的实时控制。


技术研发人员：陈广润
受保护的技术使用者：南京若吉电子有限公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/5/25