应用于系留悬停平台的偏移式照明系统的制作方法

1.本发明涉及飞行器照明系统技术领域，更具体的说是涉及一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统。


背景技术：

2.无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置进行操纵的不载人飞行器，目前随着飞行器的快速发展，在不同的应用环境下又可以分为遥控飞行器和系留飞行器，其中系留飞行器是将飞行器、系留电源、光电线缆和自动收放线系统组成，系留无人机在实际应用时，能够广泛的应用于检修和侦测。
3.现有公告号为：cn110937124a的中国专利公开了一种照明无人机，包括无人机主体、系留电缆和系泊单元，所述无人机主体的底部设置有机腹灯具，所述系泊单元包括发电机、直流高压电源和系缆绞盘，所述发电机与所述直流高压电源电连接，所述系留电缆均绕于所述系缆绞盘上，且所述系留电缆的两端分别与所述直流高压电源和所述无人机主体电连接。
4.上述照明无人机虽然能够进行照明，但是在照明时的光斑为椭圆形光斑，并且随着无人机高度的调节，照射产生的光斑会逐渐变大并淡化，导致在照明时并不能满足不同场景的需求，对此一种用于系留悬停平台的偏移式照明系统亟待解决，以提供稳定的照明。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，具有随着高度的调节保持充分的光斑照明。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，包括设置于系留无人机上的照明灯组，所述系留无人机内设置有飞控器，所述飞控器内集成有照明控制系统，所述系留无人机上设置有悬停平台，所述照明灯组设置于所述悬停平台上，所述照明灯组包括主射灯和补偿灯；
8.所述照明控制系统包括光补控制模块、偏移控制模块和灯控模块，所述光补控制模块内配置有光斑阈值和补偿策略，所述光斑阈值包括光斑面积和光斑亮度，所述补偿策略包括识别主射灯形成的主射光斑，根据主射光斑形成的光斑面积和光斑亮度与光斑阈值中的光斑面积和光斑亮度比对，若主射光斑未达到光斑阈值时形成补偿数据，所述灯控模块内配置有解析策略，所述解析策略用于对补偿数据解析形成补偿信息和偏移信息，并根据补偿信息和偏移信息控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿，以使所述主射光斑符合光斑阈值；
9.所述偏移控制模块内配置有配置有偏移策略，所述偏移策略包括获取系留无人机的位置信息，所述位置信息包括系留无人机的位置高度和平移距离，并识别对应位置信息时的主射光斑，并根据位置信息生成调节数据，所述调节数据包括电压信息和偏移补偿信
息，根据电压信息修正主射灯的照射功率以修正主射光斑，并根据偏移补偿信息修正系留无人机的位置和补偿灯形成的补偿光斑。
10.作为本发明的进一步改进，所述照明控制系统还包括射角识别模块，所述射角识别模块用于识别主射灯的照射角度，主射灯为垂直照射时，识别主射灯形成的主射光斑是否为圆形，若为圆形的主射光斑时识别主射光斑是否符合光斑阈值，若主射光斑不符合光斑阈值时，则控制飞控器调节主射灯的电压，以使主射光斑符合光斑阈值；
11.若识别到主射灯为偏移照射时，根据所述补偿策略形成补偿数据并根据灯控模块控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿。
12.作为本发明的进一步改进，所述光斑面积包括有效面域和扩散面域，所述有效面域表征光斑的实际照射区域，所述扩散面域表征光斑散射形成的照射区域，所述补偿光斑用于补偿主射光斑与有效面域内形成的照射面积差，并还用于补偿扩散面域。
13.作为本发明的进一步改进，所述补偿策略形成补偿数据的具体方式为：
14.所述补偿数据包括长轴补偿信息和短轴补偿信息，识别主射光斑并对椭圆形的主射光斑的圆心定位，并确定主射光斑的长轴和短轴，将主射光斑分割形成四等份的主射面域，在主射面域内划定切分线，所述切分线用于等分主射面域，将切分线靠近短轴一侧的主射面域定义为短轴补偿域，将切分线靠近长轴一侧的主射面域定义为长轴补偿域，识别短轴补偿域和长轴补偿域与光斑面积和光斑亮度的差值形成补偿差值，将位于短轴补偿域内的补偿差值赋予短轴补偿信息中，将位于长轴补偿域内的补偿差值赋予长轴补偿信息中。
15.作为本发明的进一步改进，所述短轴补偿信息包括沿短轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿短轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧；
16.所述长轴补偿信息包括沿长轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿长轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧。
17.作为本发明的进一步改进，所述短轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的短轴水平或呈夹角设置，其夹角小于45
°
；
18.所述长轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的长轴水平或呈夹角设置，其夹角小于或等于45
°
。
19.作为本发明的进一步改进，所述偏移策略生成调节数据包括：
20.识别主射灯的照射角度的垂直照射时，若主射光斑不符合光斑阈值时，判断主射光斑的照射面积与光斑面积的差值，若为正值时生成降低信号，控制系留无人机降低高度，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同，若为负值时生成爬升信号，控制系留无人机升高，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同；
21.在主射光斑的照射面积符合光斑面积时，判断主射光斑的亮度与光斑亮度的差值，若为正值时生成降压信号，控制系留无人机降低主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮度与光斑亮度符合，若为负值时生成升压信号，控制系留无人机提高主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮度与光斑亮度符合。
22.作为本发明的进一步改进，所述飞控器内配置有主射灯的射角阈值，所述射角阈值表征主射灯照射形成标准主射光斑的主射灯偏移照射角度，所述偏移策略生成调节数据
还包括：
23.识别主射灯的照射角度为偏移照射时，控制主射灯调节至射角阈值并识别系留无人机在对应处形成的主射光斑是否与射角阈值时形成的标准光斑一致，若不一致时识别主射光斑的面积是否大于标准光斑；
24.若主射光斑大于标准光斑时生成拉进信号，控制系留无人机沿高度方向降低系留无人机所处的高度；
25.若主射光斑小于标准光斑时生成远离信号，控制系留无人机沿高度方向升高系留无人机所处的高度；
26.根据所述系留无人机所处的高度生成所述偏移补偿信息，所述偏移补偿信息包括补光灯的补偿角度和补偿电压，根据补偿角度控制补偿灯准确对主射光斑进行补偿照射，根据补偿电压控制补偿灯的补偿亮度。
27.作为本发明的进一步改进，所述飞控器通过无线通讯方式控制照射灯组调节。
28.本发明的有益效果：通过在系留无人机上设置悬停平台，悬停平台上安装照射灯组，实现照射灯组随着系留无人机的移动能够调节照射灯组形成的光斑，从而进行照明和探测，照明控制系统中的光补偿控制模块实现对主射灯的主射光斑进行检测和判断，并通过补偿灯形成用于对主射光斑进行补偿的补偿光斑，从而实现能够保持主射光斑处于最佳的光斑阈值，从而使得系留无人机在移动时能够时刻保持主射光斑的最佳照明效果，并且在系留无人机移动过程中时刻检测位置信息，从而修正主射灯和补偿灯，以保持主射光斑时刻处于最佳的照明效果，实现了具有随着高度的调节保持充分的光斑照明的效果。
附图说明
29.图1为体现系留无人机系统的结构示意图；
30.图2为体现本发明中照明控制系统的流程图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
32.参考图1和图2所示，为本发明一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统的具体实施方式，包括设置于系留无人机上的照明灯组，所述系留无人机内设置有飞控器，所述飞控器内集成有照明控制系统，所述系留无人机上设置有悬停平台，所述照明灯组设置于所述悬停平台上，所述照明灯组包括主射灯和补偿灯，所述飞控器通过无线通讯方式控制照射灯组调节，无线通讯的方式包括微波控制、蓝牙控制和wifi控制。
33.所述照明控制系统包括光补控制模块、偏移控制模块和灯控模块，所述光补控制模块内配置有光斑阈值和补偿策略，所述光斑阈值包括光斑面积和光斑亮度，所述补偿策略包括识别主射灯形成的主射光斑，根据主射光斑形成的光斑面积和光斑亮度与光斑阈值中的光斑面积和光斑亮度比对，若主射光斑未达到光斑阈值时形成补偿数据，所述灯控模块内配置有解析策略，所述解析策略用于对补偿数据解析形成补偿信息和偏移信息，并根
据补偿信息和偏移信息控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿，以使所述主射光斑符合光斑阈值；
34.所述偏移控制模块内配置有配置有偏移策略，所述偏移策略包括获取系留无人机的位置信息，所述位置信息包括系留无人机的位置高度和平移距离，并识别对应位置信息时的主射光斑，并根据位置信息生成调节数据，所述调节数据包括电压信息和偏移补偿信息，根据电压信息修正主射灯的照射功率以修正主射光斑，并根据偏移补偿信息修正系留无人机的位置和补偿灯形成的补偿光斑。
35.所述照明控制系统还包括射角识别模块，所述射角识别模块用于识别主射灯的照射角度，主射灯为垂直照射时，识别主射灯形成的主射光斑是否为圆形，若为圆形的主射光斑时识别主射光斑是否符合光斑阈值，若主射光斑不符合光斑阈值时，则控制飞控器调节主射灯的电压，以使主射光斑符合光斑阈值；
36.若识别到主射灯为偏移照射时，根据所述补偿策略形成补偿数据并根据灯控模块控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿。
37.所述光斑面积包括有效面域和扩散面域，所述有效面域表征光斑的实际照射区域，所述扩散面域表征光斑散射形成的照射区域，所述补偿光斑用于补偿主射光斑与有效面域内形成的照射面积差，并还用于补偿扩散面域。
38.所述补偿策略形成补偿数据的具体方式为：
39.所述补偿数据包括长轴补偿信息和短轴补偿信息，识别主射光斑并对椭圆形的主射光斑的圆心定位，并确定主射光斑的长轴和短轴，将主射光斑分割形成四等份的主射面域，在主射面域内划定切分线，所述切分线用于等分主射面域，将切分线靠近短轴一侧的主射面域定义为短轴补偿域，将切分线靠近长轴一侧的主射面域定义为长轴补偿域，识别短轴补偿域和长轴补偿域与光斑面积和光斑亮度的差值形成补偿差值，将位于短轴补偿域内的补偿差值赋予短轴补偿信息中，将位于长轴补偿域内的补偿差值赋予长轴补偿信息中。
40.所述短轴补偿信息包括沿短轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿短轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧；
41.所述长轴补偿信息包括沿长轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿长轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧。
42.所述短轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的短轴水平或呈夹角设置，其夹角小于45
°
；所述长轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的长轴水平或呈夹角设置，其夹角小于或等于45
°
。
43.所述偏移策略生成调节数据包括：
44.识别主射灯的照射角度的垂直照射时，若主射光斑不符合光斑阈值时，判断主射光斑的照射面积与光斑面积的差值，若为正值时生成降低信号，控制系留无人机降低高度，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同，若为负值时生成爬升信号，控制系留无人机升高，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同；
45.在主射光斑的照射面积符合光斑面积时，判断主射光斑的亮度与光斑亮度的差值，若为正值时生成降压信号，控制系留无人机降低主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮
度与光斑亮度符合，若为负值时生成升压信号，控制系留无人机提高主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮度与光斑亮度符合。
46.所述飞控器内配置有主射灯的射角阈值，所述射角阈值表征主射灯照射形成标准主射光斑的主射灯偏移照射角度，所述偏移策略生成调节数据还包括：
47.识别主射灯的照射角度为偏移照射时，控制主射灯调节至射角阈值并识别系留无人机在对应处形成的主射光斑是否与射角阈值时形成的标准光斑一致，若不一致时识别主射光斑的面积是否大于标准光斑；
48.若主射光斑大于标准光斑时生成拉进信号，控制系留无人机沿高度方向降低系留无人机所处的高度；
49.若主射光斑小于标准光斑时生成远离信号，控制系留无人机沿高度方向升高系留无人机所处的高度；
50.根据所述系留无人机所处的高度生成所述偏移补偿信息，所述偏移补偿信息包括补光灯的补偿角度和补偿电压，根据补偿角度控制补偿灯准确对主射光斑进行补偿照射，根据补偿电压控制补偿灯的补偿亮度。
51.工作原理及其效果：
52.通过在系留无人机上设置悬停平台，悬停平台上安装照射灯组，实现照射灯组随着系留无人机的移动能够调节照射灯组形成的光斑，从而进行照明和探测，照明控制系统中的光补偿控制模块实现对主射灯的主射光斑进行检测和判断，并通过补偿灯形成用于对主射光斑进行补偿的补偿光斑，从而实现能够保持主射光斑处于最佳的光斑阈值，从而使得系留无人机在移动时能够时刻保持主射光斑的最佳照明效果，并且在系留无人机移动过程中时刻检测位置信息，从而修正主射灯和补偿灯，以保持主射光斑时刻处于最佳的照明效果，实现了具有随着高度的调节保持充分的光斑照明的效果。
53.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于，包括设置于系留无人机上的照明灯组，所述系留无人机内设置有飞控器，所述飞控器内集成有照明控制系统，所述系留无人机上设置有悬停平台，所述照明灯组设置于所述悬停平台上，所述照明灯组包括主射灯和补偿灯；所述照明控制系统包括光补控制模块、偏移控制模块和灯控模块，所述光补控制模块内配置有光斑阈值和补偿策略，所述光斑阈值包括光斑面积和光斑亮度，所述补偿策略包括识别主射灯形成的主射光斑，根据主射光斑形成的光斑面积和光斑亮度与光斑阈值中的光斑面积和光斑亮度比对，若主射光斑未达到光斑阈值时形成补偿数据，所述灯控模块内配置有解析策略，所述解析策略用于对补偿数据解析形成补偿信息和偏移信息，并根据补偿信息和偏移信息控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿，以使所述主射光斑符合光斑阈值；所述偏移控制模块内配置有配置有偏移策略，所述偏移策略包括获取系留无人机的位置信息，所述位置信息包括系留无人机的位置高度和平移距离，并识别对应位置信息时的主射光斑，并根据位置信息生成调节数据，所述调节数据包括电压信息和偏移补偿信息，根据电压信息修正主射灯的照射功率以修正主射光斑，并根据偏移补偿信息修正系留无人机的位置和补偿灯形成的补偿光斑。2.根据权利要求1所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述照明控制系统还包括射角识别模块，所述射角识别模块用于识别主射灯的照射角度，主射灯为垂直照射时，识别主射灯形成的主射光斑是否为圆形，若为圆形的主射光斑时识别主射光斑是否符合光斑阈值，若主射光斑不符合光斑阈值时，则控制飞控器调节主射灯的电压，以使主射光斑符合光斑阈值；若识别到主射灯为偏移照射时，根据所述补偿策略形成补偿数据并根据灯控模块控制补偿灯形成补偿光斑对主射光斑补偿。3.根据权利要求2所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述光斑面积包括有效面域和扩散面域，所述有效面域表征光斑的实际照射区域，所述扩散面域表征光斑散射形成的照射区域，所述补偿光斑用于补偿主射光斑与有效面域内形成的照射面积差，并还用于补偿扩散面域。4.根据权利要求3所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述补偿策略形成补偿数据的具体方式为：所述补偿数据包括长轴补偿信息和短轴补偿信息，识别主射光斑并对椭圆形的主射光斑的圆心定位，并确定主射光斑的长轴和短轴，将主射光斑分割形成四等份的主射面域，在主射面域内划定切分线，所述切分线用于等分主射面域，将切分线靠近短轴一侧的主射面域定义为短轴补偿域，将切分线靠近长轴一侧的主射面域定义为长轴补偿域，识别短轴补偿域和长轴补偿域与光斑面积和光斑亮度的差值形成补偿差值，将位于短轴补偿域内的补偿差值赋予短轴补偿信息中，将位于长轴补偿域内的补偿差值赋予长轴补偿信息中。5.根据权利要求4所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述短轴补偿信息包括沿短轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿短轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧；
所述长轴补偿信息包括沿长轴补偿域处主射光斑的边界路径设定的补偿灯照射形成补偿光斑的角度，所述补偿光斑沿长轴补偿域补偿主射光斑的边界路径，以使所述主射光斑的边界路径呈四分之一圆弧。6.根据权利要求5所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述短轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的短轴水平或呈夹角设置，其夹角小于45
°
；所述长轴补偿域中补偿光斑的长轴与主射光斑的长轴水平或呈夹角设置，其夹角小于或等于45
°
。7.根据权利要求6所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述偏移策略生成调节数据包括：识别主射灯的照射角度的垂直照射时，若主射光斑不符合光斑阈值时，判断主射光斑的照射面积与光斑面积的差值，若为正值时生成降低信号，控制系留无人机降低高度，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同，若为负值时生成爬升信号，控制系留无人机升高，以使主射光斑的照射面积与光斑面积相同；在主射光斑的照射面积符合光斑面积时，判断主射光斑的亮度与光斑亮度的差值，若为正值时生成降压信号，控制系留无人机降低主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮度与光斑亮度符合，若为负值时生成升压信号，控制系留无人机提高主射灯的照射电压，以使主射光斑的亮度与光斑亮度符合。8.根据权利要求7所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述飞控器内配置有主射灯的射角阈值，所述射角阈值表征主射灯照射形成标准主射光斑的主射灯偏移照射角度，所述偏移策略生成调节数据还包括：识别主射灯的照射角度为偏移照射时，控制主射灯调节至射角阈值并识别系留无人机在对应处形成的主射光斑是否与射角阈值时形成的标准光斑一致，若不一致时识别主射光斑的面积是否大于标准光斑；若主射光斑大于标准光斑时生成拉进信号，控制系留无人机沿高度方向降低系留无人机所处的高度；若主射光斑小于标准光斑时生成远离信号，控制系留无人机沿高度方向升高系留无人机所处的高度；根据所述系留无人机所处的高度生成所述偏移补偿信息，所述偏移补偿信息包括补光灯的补偿角度和补偿电压，根据补偿角度控制补偿灯准确对主射光斑进行补偿照射，根据补偿电压控制补偿灯的补偿亮度。9.根据权利要求1所述的应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其特征在于：所述飞控器通过无线通讯方式控制照射灯组调节。

技术总结
本发明公开了一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，其技术方案要点是包括设置于系留无人机上的照明灯组，所述系留无人机内设置有飞控器，所述飞控器内集成有照明控制系统，所述系留无人机上设置有悬停平台，所述照明灯组设置于所述悬停平台上，所述照明灯组包括主射灯和补偿灯；所述照明控制系统包括光补控制模块、偏移控制模块和灯控模块，所述光补控制模块用于形成控制补光灯进行补偿的补偿数据，所述灯控模块用于控制补光灯，所述偏移控制模块用于形成修正系留无人机位置和补偿光斑的调节数据。本发明提供一种应用于系留悬停平台的偏移式照明系统，具有随着高度的调节保持充分的光斑照明。保持充分的光斑照明。保持充分的光斑照明。


技术研发人员：奚传兵 杨猛
受保护的技术使用者：南京飞鹰智能装备有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25