1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体为一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置。
背景技术：
2.一般来说，无人机分为消费级无人机与工业级无人机两大品类，消费级无人机，主要用于航拍、跟拍等娱乐场景，工业级无人机，主要用于农林植保、物流、安保巡防以及油气开采等众多行业，用户更注重无人机数据采集的精准化，以及在此基础上形成的资源分析与利用价值，无论是消费机无人机还是工业级无人机，大多需要使用摄像头对画面进行实时监控或通过摄像头进行视频采集。
3.双目视觉系统需要经过世界坐标系、相机坐标系、成像坐标系和像素坐标系四个坐标系之间的转换来通过两个相机获得的视差图得到目标的三维空间信息，系统需要先标定以获得坐标系转换需要的内参数与外参数，处于已标定好的机位时摄像头能够正常采集图像视频信息，但在搭载于无人机的室外环境工作时，由于双目系统摄像头的标定位置固定，不能在工作中一次性满足不同尺度目标的拍摄要求，同时频繁地起落无人机手动更换双目系统机位会导致检测工作时间成本的增加，从而使得双目视觉系统无人机的工作效率降低；且在无人机高空工作时，摄像头如不能垂直拍摄目标平面，会在成像边缘产生一定的畸变，会导致成像画面的精确度，影响工作，因此需要一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置来满足人们的需求。
技术实现要素：
4.针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置，以解决无人机搭载的双目视觉系统在不同尺度目标的拍摄要求下时间成本高和成像边缘易产生畸变影响成像精度的问题。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
6.一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置，包括无人机主体和探测装置，探测装置包括装置外壳、调节结构、三维扫描仪和两个摄像头，装置外壳旋转设置于无人机主体的顶部，两个摄像头通过调节结构滑动设置于装置外壳内部，摄像头的头部伸出装置外壳且朝向外侧，三维扫描仪设置于装置外壳外部；调节结构包括滑槽架、齿轮驱动结构和两个第一螺纹杆，滑槽架设置于装置外壳内部，齿轮驱动结构包括第三舵机、主动齿轮和联动齿轮；第三舵机的固定端与滑槽架相连接，第三舵机的旋转端与主动齿轮的下端固定连接，两个第一螺纹杆对称设置于滑槽架上，滑槽架的长度轴线与第一螺纹杆的长度轴线平行，两个第一螺纹杆相邻的一端设有联动齿轮，主动齿轮设置于两个第一螺纹杆之间，联动齿轮的轴线与主动齿轮的轴线垂直，主动齿轮与联动齿轮啮合；两个摄像头分别滑动设置于两个第一螺纹杆上。
7.优选的，装置外壳与无人机主体之间设有连接装置，连接装置包括第一支架、第一
舵机、第二支架和第二舵机；第一舵机的旋转轴线与第二舵机的旋转轴线垂直，第一支架的底部与无人机主体的顶部固定连接，第一支架的顶板侧面与第一舵机的固定端连接，第一舵机的旋转端与第二支架的下端侧面连接，第二支架的上端顶面与第二舵机的固定端连接，第二舵机的旋转端与装置外壳的底面外壁中心处相连接。
8.优选的，滑槽架与装置外壳的底板之间设有缓冲柱。
9.优选的，摄像头与第一螺纹杆之间设有安装座，安装座包括座体、缓冲器和安装板，缓冲器包括顶板和多个缓冲柱，多个缓冲柱均匀设置于座体顶部与顶板之间，安装板与顶板连接，摄像头固定于安装板上；座体的底部与第一螺纹杆连接。
10.优选的，座体的底部固定设置有第二螺纹杆，第二螺纹杆的长度轴线与第一螺纹杆的长度轴线平行，第一螺纹杆和第二螺纹杆螺纹啮合。
11.优选的，座体的底部还开设有第一压缩弹簧和滑块，滑块通过第一压缩弹簧嵌设于座体底部，第一压缩弹簧的伸缩轴线与第二螺纹杆的长度轴线垂直，滑块用于锁定安装座在滑槽架上的位置；滑槽架的底面上设有多个卡位槽，卡位槽的长度轴线与第二螺纹杆的长度轴线垂直，锁定时，滑块位于卡位槽中。
12.优选的，还包括两个滑轮推杆结构，两个滑轮推杆结构分别设置于滑槽架的两端，滑轮推杆结构包括第四舵机、第一定滑轮、动滑轮、第二定滑轮、传动带、传动杆和多个推杆；第四舵机的旋转轴线与第二螺纹杆的轴线平行，第四舵机的固定端与滑槽架相连接，第一定滑轮、第二定滑轮间隔平行且转动设置于滑槽架上，动滑轮平行设置于第一定滑轮与第二定滑轮的下方，动滑轮与滑槽架转动连接，第四舵机、第一定滑轮、动滑轮、第二定滑轮间通过传动带连接，传动带的一段固定于第四舵机的旋转端，另一端依次绕过第一定滑轮和动滑轮固定于第二定滑轮的滑轮面上，传动杆的一端与动滑轮转动连接，另一端与推杆连接；推杆数量与卡位槽数量相等。
13.优选的，滑槽架的两侧设有滑轨，滑轨的长度轴线与滑槽架的长度轴线平行，座体侧面设置轴承，轴承滑动设置于滑轨中。
14.优选的，无人机主体的底部外侧转动安装有螺旋桨；螺旋桨的外侧设置有防撞框。
15.优选的，防撞框的底部设有第三支架，第三支架的底部设有弹性缓冲结构，弹性缓冲结构包括第二压缩弹簧和缓冲支杆，缓冲支杆通过弹性缓冲结构滑动设置于支架的底部。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.本实用新型一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置通过连接装置、探测装置等复合结构的设置与协调工作，能够使两相机的安装座朝相反方向等距移动。同时通过滑块、卡位槽和滑轮推杆结构的配合，能够使摄像头自由固定于各个已标定好的位置，使摄像头间距发生改变，适用于各种目标的不同拍摄尺度要求，避免了传统单一位子双目视觉监测系统的拍摄精度不够或单次拍摄范围过小等问题。
18.本实用新型通过三维激光扫描仪的设置，在工作过程中，得到目标平面的三维点云，经过拟合得到目标的空间平面方程，进一步得到目标平面与相机平面的空间夹角，对应电子陀螺仪传感器模组所输出的各方向角度，通过第一舵机和第二舵机的配合，能够调节探测装置的角度，使摄像头垂直照向需要拍摄的目标，以减少成像边缘畸变的产生，保证了装置工作过程中能满足高精度要求。
19.本实用新型通过支架、第二缓冲弹簧、缓冲支杆的设置，使无人机能够在崎岖的地面上正常起落，增大了本实用新型装置的适用范围。
附图说明
20.图1为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置的装置外壳内部结构示意图；
22.图3为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中连接装置的立体结构示意图；
23.图4为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中螺纹滑槽结构的立体结构示意图；
24.图5为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中齿轮驱动结构的立体结构示意图；
25.图6为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中相机安装座的立体结构示意图；
26.图7为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中滑轮推杆结构示意图；
27.图8为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置中底座、螺纹滑槽结构、滑轮推杆结构的侧剖示意图；
28.图9为本实用新型提出的一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置的的支架等结构的剖面结构示意图。
29.图中：1、无人机主体；2、螺旋桨；3、防撞框；4、连接装置；41、第一支架；42、第一舵机；43、第二支架；44、第二舵机；5、装置外壳；6、三维扫描仪；7、缓冲柱；8、螺纹滑槽结构；81、滑槽架；82、第一螺纹杆；83、齿轮驱动结构；831、第三舵机；832、主动齿轮；833、联动齿轮；84、滑轨；85、轴承；86、卡位槽；9、滑轮推杆结构；91、第四舵机；92、第一定滑轮；93、动滑轮；94、第二定滑轮；95、传动带；96、传动杆；97、推杆；10、安装座；101、底座；1011、座体；1012、第二螺纹杆；1013、第一压缩弹簧；1014、滑块；102、缓冲器；103、安装板；11、摄像头；12、第三支架；13、第二压缩弹簧；14、缓冲支杆。
具体实施方式
30.下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
31.本实用新型公开了一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置，参照图1、2，包括无人机主体1和探测装置，无人机主体1的底部外侧转动安装有螺旋桨2；螺旋桨2的外侧设置有防撞框3。
32.探测装置包括装置外壳5、调节结构、三维扫描仪6和两个摄像头11，装置外壳5旋转设置于无人机主体1的顶部，两个摄像头11通过调节结构滑动设置于装置外壳5内部，摄像头11的头部伸出装置外壳5且朝向外侧。
33.参照图3，装置外壳5与无人机主体1之间设有连接装置4，连接装置4包括第一支架41、第一舵机42、第二支架43和第二舵机44；第一舵机42的旋转轴线与第二舵机44的旋转轴线垂直，第一支架41的底部与无人机主体1的顶部固定连接，第一支架41的顶板侧面与第一舵机42的固定端连接，第一舵机42的旋转端与第二支架43的下端侧面连接，第二支架43的上端顶面与第二舵机44的固定端连接，第二舵机44的旋转端与装置外壳5的底面外壁中心处相连接。摄像头11设置在装置外壳5中，通过第一舵机42与第二舵机44的配合，能够调节摄像头11的拍摄方向，尽可能使摄像头11垂直目标拍摄，以减少所得成像的畸变。
34.参照图3、4，调节结构包括滑槽架81、两个第一螺纹杆82和设置于滑槽架81与装置外壳5之间的齿轮驱动结构83，滑槽架81的长度轴线与第一螺纹杆82的长度轴线平行，滑槽架81设置于装置外壳5内部，本实施例中滑槽架81与装置外壳5的底板之间设有四根缓冲柱7，缓冲柱7减小了螺纹滑槽结构8以及设置于其上的其他结构受无人机工作晃动的影响。
35.参照图3、4、5，齿轮驱动结构83包括第三舵机831、主动齿轮832和联动齿轮833；第三舵机831的固定端与滑槽架81相连接，第三舵机831的旋转端与主动齿轮832的下端相连接，主动齿轮832与联动齿轮833相啮合。两个第一螺纹杆82对称设置于滑槽架81上，两个第一螺纹杆82相邻的一端设有联动齿轮833，主动齿轮832设置于两个第一螺纹杆82之间，联动齿轮833的轴线与主动齿轮832的轴线垂直，主动齿轮832与联动齿轮833啮合；两个摄像头11分别滑动设置于两个第一螺纹杆82上。
36.摄像头11与第一螺纹杆82之间设有安装座10，参照图6，安装座10包括座体1011、缓冲器102和安装板103，缓冲器102包括顶板和多个缓冲柱7，多个缓冲柱7均匀设置于座体1011顶部与顶板之间，安装板103与顶板连接，摄像头11固定于安装板103上。摄像头11安装于各自的安装板103上，安装板103通过缓冲器102与底座101形成弹性连接，进一步减小工作中无人机的晃动对摄像头11的影响，保证摄像头11的稳定拍摄。
37.参照图6，座体1011的底部与第一螺纹杆82连接。座体1011的底部固定设置有第二螺纹杆1012，第二螺纹杆1012的长度轴线与第一螺纹杆82的长度轴线平行，第一螺纹杆82和第二螺纹杆1012螺纹啮合。
38.当第三舵机831启动旋转时，转动经过啮合作用从主动齿轮832传递到联动齿轮833上，再传递到与联动齿轮833相连接的设置在滑槽架81的中心横轴上的第一螺纹杆82上，第一螺纹杆82通过相啮合的螺纹纹理与固定在底座101内部的第二螺纹杆1012相接，来自联动齿轮833的转动使得第一螺纹杆82与第二螺纹杆1012之间发生相对移动，使得安装座10能够在滑槽架81上进行水平平移，进一步使得摄像头11能够以滑槽架81的中心为基点进行朝向相反的等距移动。
39.参照图7、8，座体1011的底部还开设有第一压缩弹簧1013和滑块1014，滑块1014通过第一压缩弹簧1013嵌设于座体1011底部，第一压缩弹簧1013的伸缩轴线与第二螺纹杆1012的长度轴线垂直，滑块1014用于锁定安装座10在滑槽架81上的位置；滑槽架81的底面上设有多个卡位槽86，卡位槽86的长度轴线与第二螺纹杆1012的长度轴线垂直，锁定时，滑块1014位于卡位槽86中。
40.还包括两个滑轮推杆结构9，两个滑轮推杆结构9分别设置于滑槽架81的两端，滑轮推杆结构9包括第四舵机91、第一定滑轮92、动滑轮93、第二定滑轮94、传动带95、传动杆96和多个推杆97；第四舵机91的固定端与滑槽架81相连接，第一定滑轮92、第二定滑轮94间
隔平行且转动设置于滑槽架81上，动滑轮93平行设置于第一定滑轮92与第二定滑轮94的下方，动滑轮93与滑槽架81转动连接，第四舵机91、第一定滑轮92、动滑轮93、第二定滑轮94间通过传动带95连接，传动带95的一段固定于第四舵机91的旋转端，另一端依次绕过第一定滑轮92和动滑轮93固定于第二定滑轮94的滑轮面上，传动杆96的一端与动滑轮93转动连接，另一端与推杆97连接；推杆97数量与卡位槽86数量相等。
41.以齿轮驱动结构83为中线，滑槽架81的上底面两侧在左右两边设置有等量卡位槽86，卡位槽86包含半圆柱体空腔与长方体空腔两个部分，在摄像头11的移动过程中，底座101途经卡位槽86时，底座101内置空腔中的滑块1014会在第一压缩弹簧1013的作用下弹出，滑块1014尺寸与卡位槽86中的半圆柱体空腔尺寸所述吻合，当滑块1014进入卡位槽86中的半圆柱体空腔中时，底座101的水平移动则会被限制。
42.参照图7、8，传动带95以第四舵机91旋转端—第一定滑轮92—动滑轮93—第二定滑轮94的连接顺序对三个滑轮与第四舵机91实现带传动连接，随着第四舵机91的启动旋转，动滑轮93能够在滑轮组的联动下进行竖直运动，进而带动连接在动滑轮93上的传动杆96进行竖直方向的运动，传动杆96上在各对应卡位槽86的位置均设置有推杆97，推杆97仅外侧部分与传动杆96相连接，其主体被设置于卡位槽86的长方体空腔中，动滑轮93的竖直运动经过传动杆96传递给推杆97，使推杆97能在卡位槽86的空腔中进行升降运动，升起的推杆97能够将陷入卡位槽86中的滑块1014从半圆柱体空腔中推出，使得底座101能够继续在滑槽架81上继续朝任意方向水平移动；降下推杆97则会使得滑块1014在再次经过卡位槽86处被限制固定，以此实现控制底座101在途经某特定卡位槽86处的运动状态。
43.参照图4，滑槽架81的两侧设有滑轨84，滑轨84的长度轴线与滑槽架81的长度轴线平行，座体1011侧面通过螺纹固定钉设置有轴承85，轴承85滑动设置于滑轨84中，可以实现螺纹滑杆结构与座体1011的连接，在限制底座101在空间上发生上下位移的同时，减少底座101在滑轨84上水平位移的阻力。
44.三维扫描仪6设置于装置外壳5外部，且位于上部中点处，装置外壳5上开设有供三维扫描仪6与所述摄像头11工作的开口，同时装置外壳5内还设有电子陀螺仪传感器模组、蓄电池、gps定位模组、通信模组，电子陀螺仪传感器模组、gps定位模组、通信模组均与蓄电池电连接。使用三维扫描仪6得到目标平面的三维点云，对得到的点云数据进行最小距离平方的拟合，得到拍摄目标的空间平面方程，得到目标平面的法向量，并进一步得到目标平面的法向量与相机平面的夹角，电子陀螺仪传感器模组可得到整个探测装置的在连接装置4控制下沿x,y,z方向发生的角度偏移，再将偏移量通过通信模组无线传输给地面控制人员，将求得的夹角对照安装在探测装置外壳5中的电子陀螺仪传感器模组得到的空间数据，通过连接装置4对整个探测装置进行高精度的角度调整，尽可能保证对拍摄目标的垂直拍摄，减少因畸变带来的误差。
45.参照图9，防撞框3的底部设有第三支架12，第三支架12的底部设有弹性缓冲结构，弹性缓冲结构包括第二压缩弹簧13和缓冲支杆14，缓冲支杆14通过弹性缓冲结构滑动设置于第三支架12的底部。在无人机下落的过程中，第三支架12底部的缓冲支杆14会先于无人机主体1接触地面，保护整个系统不与地面发生碰撞。同时，第三支架12上开设有压缩腔，压缩腔内滑动安装有第二压缩弹簧13和缓冲支杆14，第二压缩弹簧13和缓冲支杆14能够在压缩腔内上下滑动，起到缓冲的效果，避免下降速度过快，导致发生碰撞的情况出现。除此以
外，第二压缩弹簧13的一端安装在压缩腔内壁的一侧，第二压缩弹簧13的另一端安装在缓冲支杆14上，缓冲支杆14与第二压缩弹簧13相配合，能够适应凹凸不平的地面环境，使无人机平稳的停放在地面上，不会发生翻倒。
46.本实用新型一种适用于无人机载双目相机的自动位姿调节装置的实施原理为：当无人机在面对多个有不同拍摄尺度要求目标的要求的工况下，事先使用摄像头11在各个不同的卡位槽86进行标定，确定好摄像头处于各标定点处的内外参数，当工作时需要切换双目系统摄像头间距时，启动第三舵机831使其旋转，第三舵机831带动主动齿轮832转动，使与主动齿轮832啮合的联动齿轮833开始转动，进一步通过联动齿轮833使第一螺纹杆82开始转动，以此使得螺纹纹理相匹配的第一螺纹杆82与固定在底座101上的第二螺纹杆1012之间发生运动，由此让两摄像头能够进行反向等距运动，在底座101在滑槽架81上的运动过程中，途径卡位槽86时，滑块1014将在第一压缩弹簧1013的作用弹出卡位槽86中，卡位槽86会通过对底座101中内置滑块1014进行水平向的固定来限制摄像头的移动；在未达到满意标定点位时，通过滑轮推杆结构9中的滑轮组来对推杆97进行升起操作，使推杆97从下往上将滑块1014从不合适的卡位槽86中推出，使得底座101可以继续在滑槽架81上移动；而在摄像头到达最适合拍摄目标尺度要求的标定点位时，则再降下推杆97即可让出卡位槽86处的半圆柱体空腔，给滑块1014留出弹入的空间，实现底座的再次固定，使得带有双目视觉系统的无人机再面对面对多个有不同拍摄尺度要求目标的要求的工况，不再受限于仅有一个固定的标定机位，避免了因频繁地启落无人机并进行手动调整摄像头间距，导致的效率低下、时间成本高昂的问题。三维扫描仪6在得到拍摄目标面的点云数据后，考虑到电云在x、y、z方向上的误差，使用最小化测量点到平面距离的残差的方式拟合出拍摄目标的平面方程，使用外积法求出目标平面的法向量，得到相机平面与目标平面法向量的夹角，将求得的夹角对照安装在探测装置外壳5中的电子陀螺仪传感器模组得到的探测装置空间数据，通过连接装置4对整个探测装置进行高精度的角度调整，尽可能保证对拍摄目标的垂直拍摄，减少因畸变带来的误差。
47.在无人机启停的过程中，由于工作环境的复杂性，需要保护无人机主体1与探测装置不会受到碰撞，在无人机下落的过程中，缓冲支杆14会先于防撞框3接触地面，通过第三支架12上开设的压缩腔内的第二压缩弹簧13与缓冲支杆14，起到缓冲的作用，避免下降速度过快，导致发生碰撞，缓冲支杆14与第二压缩弹簧13相配合，能够适应凹凸不平的地面环境，使无人机平稳的停放在地面上，不会发生翻倒。
48.缓冲柱7与安装座10中的缓冲器102所提供的缓冲减震效果，在保证工作过程中摄像头11的稳定拍摄的同时，也进一步减小了在突发情况中剧烈碰撞对探测装置中精密仪器与结构的冲击损伤。
49.以上所述的仅仅是本实用新型的较佳实施例，并不用以对本实用新型的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。