CN105180898B - 一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法 - Google Patents

一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法 Download PDF

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Jiangsu Guoheng Land Real Estate Asset Evaluation Consulting Co., Ltd.
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Abstract

本发明提供一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法，包括四翼飞行器、重力感应器、光电感应器、光电数据收集端、姿态控制中心、数据汇总记录端、数据处理模块和电源；能显著提高测量数据的精确性以及提高测量的工作效率，也可供部分特殊人群或针对特殊工作环境使用，更加人性化，为未来数据地图建立和机器人识别地图建立提供了一种可靠的方法。

Description

一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法
技术领域
本发明涉及一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法，属于测绘技术领域。
背景技术
利用GPS-RTK技术进行地形图测绘主要具有以下技术特点：①测量结果能够实时动态的显示出来，工作过程较为透明、直观；可以实时查看坐标的定位精度，同时有效的解决了以往测绘技术不能快速成图、实时动态放样的问题。②外业作业时间短；观测条件适宜的情况下，只需要大约4s的时间就可以获得测点的三维坐标。③作业时间不受限制；利用GPS-RTK技术测绘时，只要在测点能够同时接收到4颗卫星的信号就可以进行测绘作业。④自动化水平高； GPS-RTK技术操作起来较为简便，测量人员只需要将天线对中、整平，测量电线的高，然后开启电源就可以实现自动测量，大大降低了测量人员的工作量，已然实现了智能化。
现有技术中，应用GPS-RTK技术进行地形图测绘时，由于受到卫星状况的限制、天空环境的影响，作业变形相比标称距离小、数据传输时容易受到外界环境的限制和干扰，山区、城市高楼密集区测绘易失信号、初始化时间过长，个别设备精度和稳定性不高的影响，直接影响了地形图测绘的质量和精度，为此，在测绘工作中要采取必要措施提高测绘质量，主要有：①测绘前尽可能选择使用稳定性好、精度高的设备，规避由于设备质量对测绘的影响。②使用已有测点进行比较；利用布设控制网时的静态GPS的多余控制点，将其测量结果与RTK测得的结果进行对比，进而实现对测量结果的检查，这种方法易受到控制点数目的限制，但方法较好。③重新测量比对法；在每次测量初始化以后，对前一次已经测过的高精度控制点进行重新测量，对比两次测量的结果，若误差在允许值范围内方可进行测量，这种方法通常用于没有控制点的地方
基于以上原因，需要一种新型高精度全自动测绘方式被设计出来，不仅可以提高数据的准确度，而且可以大大提高工作效率，也可供部分特殊人群或针对特殊工作环境使用。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种全自动地形图测绘装置及其测绘方法，能显著提高测量数据的精确性以及提高测量的工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种全自动地形图测绘装置，包括四翼飞行器、重力感应器、光电感应器、光电数据收集端、姿态控制中心、数据汇总记录端、数据处理模块和电源；
所述重力感应器用来将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；所述光电感应器用来将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；所述数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图。
优选地，所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上。
优选地，所述电源包括蓄电池和太阳能电池板，所述蓄电池和太阳能电池板通过导线相连，所述太阳能电池板置于所述四翼飞行器的顶部。
一种全自动地形图测绘方法，首先，由重力感应器将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；其次，由光电感应器将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；再次，数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据后传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图。
优选地，所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上。
优选地，所述四翼飞行器上设有电源，所述电源包括蓄电池和太阳能电池板，所述蓄电池和太阳能电池板通过导线相连，所述太阳能电池板置于所述四翼飞行器的顶部。
本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的全自动地形图测绘装置及其测绘方法，能显著提高测量数据的精确性以及提高测量的工作效率，也可供部分特殊人群或针对特殊工作环境使用，更加人性化，为未来数据地图建立和机器人识别地图建立提供了一种可靠的方法。
附图说明
图1本发明结构框图；
图2本发明之四翼飞行器结构示意图。
具体实施方式
为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发明的附图结合实施例进行更详细的说明。
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
如图1-2所示，本发明提供一种全自动地形图测绘装置，包括四翼飞行器、重力感应器、若干个光电感应器、光电数据收集端、姿态控制中心、数据汇总记录端、数据处理模块和电源；
所述重力感应器用来将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；所述光电感应器用来将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；所述数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图。
所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上。
本发明由电源供电，但在工作过程中，如果工作时间过长，四翼飞行器上的电源会出现供电不足的现象，为了解决这个问题，所述电源包括蓄电池和太阳能电池板，所述蓄电池和太阳能电池板通过导线相连，所述太阳能电池板置于所述四翼飞行器的顶部。可以利用太阳能实时充电，满足本发明的用电需求。
一种全自动地形图测绘方法，首先，由重力感应器将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；其次，由光电感应器将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；再次，数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据后传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图。
所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上。
所述四翼飞行器上设有电源，所述电源包括蓄电池和太阳能电池板，所述蓄电池和太阳能电池板通过导线相连，所述太阳能电池板置于所述四翼飞行器的顶部。可以利用太阳能实时充电，满足本发明的用电需求。
本发明的工作原理：
根据重力感应器测得的万有引力，计算出四翼飞行器至地心之间的距离，计算公式为：F=GmM/r2，其中，F表示四翼飞行器受到的万有引力，由重力感应器测得，G为引力常量，m为四翼飞行器质量，M为地球质量，r为四翼飞行器至地心的距离。姿态控制中心根据4个重力感应器测得的数据来调整四翼飞行器的飞行姿态，保证四翼飞行器与地面保持平行，而且姿态控制中心将数据记录后传输给数据汇总记录端；
通过光电感应器来反馈时间数据，计算公式为：X=CT/2，其中，X为四翼飞行器距离地面的高度；已知地球半径为h，则四翼飞行器距离海平面的高度D= r-h，由此可以计算出所测物体距离海平面的高度Z=D-X，通过光电数据收集端将数据记录后传输给数据汇总记录端。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种全自动地形图测绘方法，采用全自动地形图测绘装置进行测绘，其中，该测绘装置包括四翼飞行器、重力感应器、光电感应器、光电数据收集端、姿态控制中心、数据汇总记录端、数据处理模块和电源；所述重力感应器用来将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；所述光电感应器用来将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；所述数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图；所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上；所述电源设置在所述四翼飞行器上，所述电源包括蓄电池和太阳能电池板，所述蓄电池和太阳能电池板通过导线相连，所述太阳能电池板置于所述四翼飞行器的顶部，其特征在于：
首先，由重力感应器将四翼飞行器的飞行数据反馈给姿态控制中心，所述重力感应器有4个，分别置于所述四翼飞行器的机架上，由姿态控制中心调节四翼飞行器的飞行姿态，并将四翼飞行器的飞行数据反馈给数据汇总记录端；其次，由光电感应器将测绘过程中收集的光电数据传输给光电数据收集端，由光电数据收集端将光电数据反馈给数据汇总记录端；再次，数据汇总记录端接收到姿态控制中心和光电数据收集端发送的数据后传输给数据处理模块，由数据处理模块将数据形成地图；具体数据处理过程如下：
根据重力感应器测得的万有引力，计算出四翼飞行器至地心之间的距离，计算公式为：F＝GmM/r2，其中，F表示四翼飞行器受到的万有引力，由重力感应器测得，G为引力常量，m为四翼飞行器质量，M为地球质量，r为四翼飞行器至地心的距离；姿态控制中心根据4个重力感应器测得的数据来调整四翼飞行器的飞行姿态，保证四翼飞行器与地面保持平行，而且姿态控制中心将数据记录后传输给数据汇总记录端；
通过光电感应器来反馈时间数据，计算公式为：X＝CT/2，其中，X为四翼飞行器距离地面的高度，C为光速，T为光电感应器发出光电信号至光电信号返回的时间；已知地球半径为h，则四翼飞行器距离海平面的高度D＝r-h，由此可以计算出所测物体距离海平面的高度Z＝D-X，通过光电数据收集端将数据记录后传输给数据汇总记录端。
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