CN106292717A - 一种全自动信息采集飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动信息采集飞行器，包括主机体和监控单元，所述主机体包括飞行模块、摄像模块、自动安平模块、GPS定位模块、水平度盘、垂直度盘、激光测距模块、无线通讯模块，所述飞行模块用于将整个主机体按照预定的飞行路线飞行，所述摄像模块用于收集目标的图像数据，所述自动安平模块用于监控水平度盘和垂直度盘的工作状态，所述GPS定位模块用于接收卫星信号以获得主机体悬停点的坐标数据，所述水平度盘、垂直度盘均用于记录采集单元所处的角度。本发明整合了无人机的飞行、GPS的精密定位和全站仪的测点功能，大大减少了人工操作，提高了野外测绘的自动化程度，一旦运用到生产中，将给测绘技术革命性的进步。
Description
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种全自动信息采集飞行器。
背景技术
数字测图(Digital Surveying and Mapping，DSM)系统是以计算机及其软件为核心在外接输入输出设备的支持下，对地形空间数据进行采集、输入、成图、绘图、输出、管理的测绘系统。主要包括一下几个步骤：项目的踏勘和技术设计；已有资料的收集和分析；作业依据；控制测量；碎步测量；数字化成图；检查和验收；资料的归档。在传统的测绘领域，需要使用大量的劳动力，且测绘受到地形、通视条件影响较大，测绘的自动化水平低，在人工数据采集中有许多重复工作，项目成本高，工作效率低，为此我们提出了一种全自动信息采集飞行器，用来解决上述问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种全自动信息采集飞行器。
本发明提出的一种全自动信息采集飞行器，包括主机体和监控单元，所述主机体包括飞行模块、摄像模块、自动安平模块、GPS定位模块、水平度盘、垂直度盘、激光测距模块、无线通讯模块，所述飞行模块用于将整个主机体按照预定的飞行路线飞行，所述摄像模块用于收集目标的图像数据，所述自动安平模块用于监控水平度盘和垂直度盘的工作状态，所述GPS定位模块用于接收卫星信号以获得主机体悬停点的坐标数据，所述水平度盘、垂直度盘均用于记录采集单元所处的角度，并计算被测点的坐标，激光测距模块用于指示待测点位置和放样点位置，并获取主机体到目标点的距离，无线通讯模块用于传输主机体和监控单元之间的信号，监控单元用于监控采集单元的工作状态，并对采集单元远程控制；
选取待测区范围后，监控单元对主机体的飞行路线进行控制和编程，并实时监控，先对北方向确定和修正，主机体开始按预定的飞行路线飞行，飞行高度为2.5-3.5米，在每一处需要设站测量的位置悬停，通过已经确定的坐标北方向和下一个坐标，确定主机体的方向和距离，调整主机体的观测高度到1.8-2米，并通过摄像模块采用360度探测距离的方法进行观测，若距离超过限制要求则直接跳到下一个点探测，通过探测的数据分析，判定需要测量点的位置，并采用激光测距模块测量距离，通过记录水平度盘和垂直度盘的数据，计算出待测点的坐标，并通过无线通讯模块传输给监控单元，完成一个测量点的信息采集，重复上述过程，获得全部测量点的信息采集，并绘制地图信息。
优选地，所述北方向确定和修正具体过程为：在空旷处起飞主机体，起飞高度在15-25米，高度稳定后主机体瞬间悬停，通过GPS定位模块获取第一悬停点的坐标，主机体向任意方向移动200米，通过GPS定位模块获取第二悬停点的坐标，通过水平度盘记录飞行方向以及第一悬停点、第二悬停点之间的方位角确定坐标北向，并配置水平度盘，重复上述过程对坐标北向进行检核和矫正。
优选地，所述地图信息绘制完毕后进行全图检查，并进行必要的检测修补。
优选地，所述飞行模块为无人机。
优选地，所述GPS定位模块通过RTK与CORS技术获取主机体的位置坐标。
本发明具有以下有益效果：解决了现有数字测图需要通视的问题，本发明无人机可以飞行，可以升空进行数字采集，视野开阔；解决了现有数字测图全站仪定向，需要人工拿着棱镜来回跑的问题，本发明通过移动方向自动定向；解决了现在数字测图先用选图根点，再用RTK测图根点，再用全站仪在图根点测碎步的问题，本发明直接GPS定位，自动设站，自动测量；解决了现在数字测图碎步点测量速度取决人人跑得多块的问题，本发明直接360度扫描，自动激光测距；本发明把控制测量、碎步测量、绘制成图结合在了一起，减少了人工成本，提高了效率，提高了现有数字测图的自动化程度，为以后全自动化数字成图技术的发展提供了一个方向，全自动信息采集飞行器整合了无人机的飞行、GPS的精密定位和全站仪的测点功能，大大减少了人工操作，提高了野外测绘的自动化程度，一旦运用到生产中，将给测绘技术革命性的进步。
附图说明
图1为本发明提出的一种全自动信息采集飞行器的系统框图；
图2为本发明提出的一种全自动信息采集飞行器的观测示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参照图1-2，本发明提出的一种全自动信息采集飞行器，包括主机体和监控单元，所述主机体包括飞行模块、摄像模块、自动安平模块、GPS定位模块、水平度盘、垂直度盘、激光测距模块、无线通讯模块，所述飞行模块用于将整个主机体按照预定的飞行路线飞行，所述摄像模块用于收集目标的图像数据，所述自动安平模块用于监控水平度盘和垂直度盘的工作状态，所述GPS定位模块用于接收卫星信号以获得主机体悬停点的坐标数据，所述水平度盘、垂直度盘均用于记录采集单元所处的角度，并计算被测点的坐标，激光测距模块用于指示待测点位置和放样点位置，并获取主机体到目标点的距离，无线通讯模块用于传输主机体和监控单元之间的信号，监控单元用于监控采集单元的工作状态，并对采集单元远程控制；
选取待测区范围后，监控单元对主机体的飞行路线进行控制和编程，并实时监控，先对北方向确定和修正，主机体开始按预定的飞行路线飞行，飞行高度为2.5-3.5米，在每一处需要设站测量的位置悬停，通过已经确定的坐标北方向和下一个坐标，确定主机体的方向和距离，调整主机体的观测高度到1.8-2米，并通过摄像模块采用360度探测距离的方法进行观测，若距离超过限制要求则直接跳到下一个点探测，通过探测的数据分析，判定需要测量点的位置，并采用激光测距模块测量距离，通过记录水平度盘和垂直度盘的数据，计算出待测点的坐标，并通过无线通讯模块传输给监控单元，完成一个测量点的信息采集，重复上述过程，获得全部测量点的信息采集，并绘制地图信息。
所述北方向确定和修正具体过程为：在空旷处起飞主机体，起飞高度在15-25米，高度稳定后主机体瞬间悬停，通过GPS定位模块获取第一悬停点的坐标，主机体向任意方向移动200米，通过GPS定位模块获取第二悬停点的坐标，通过水平度盘记录飞行方向以及第一悬停点、第二悬停点之间的方位角确定坐标北向，并配置水平度盘，重复上述过程对坐标北向进行检核和矫正。
对于怎么样确定待测点，前期我们可以人工干预，通过摄像模块获取主机体周围的情况，并指示主机体对目标点进行测定，后期可以通过测距对周围目标点的粗测距离，来判定那些是目标点，在S点悬停设站，飞行高度可以高于墙20cm，但要低于房檐，飞行高度可以自动判定，也可以人工干预，对周围A-I点进行观测，首先可以5度间隔（或是更大）进行目标探测，设定探测距离50米，如果50米还没有探测到，我们认为此处为无限远，无限远的位置和有探测距离的位置，我们再进行小间隔探测，比如0.5度，进一步确定比如A、B、C、D、G、H点的精确位置，并进行测量，对于E、F、I这种目标点我们可以根据探测相邻点是否再一条直线上来判定是否存在目标点，如果存在，则通过小间隔探测确定点的位置，并进行测量，对于一些直线上还有需要测量的目标点，我们可以通过贴反光贴或是做特种标记的方法，来让主机体识别并测量，最终制作地形原图。
该全自动信息采集飞行器整合了无人机的飞行、GPS的精密定位和全站仪的测点功能，大大减少了人工操作，提高了野外测绘的自动化程度，一旦运用到生产中，将给测绘技术革命性的进步。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种全自动信息采集飞行器，其特征在于，包括主机体和监控单元，所述主机体包括飞行模块、摄像模块、自动安平模块、GPS定位模块、水平度盘、垂直度盘、激光测距模块、无线通讯模块，所述飞行模块用于将整个主机体按照预定的飞行路线飞行，所述摄像模块用于收集目标的图像数据，所述自动安平模块用于监控水平度盘和垂直度盘的工作状态，所述GPS定位模块用于接收卫星信号以获得主机体悬停点的坐标数据，所述水平度盘、垂直度盘均用于记录采集单元所处的角度，并计算被测点的坐标，激光测距模块用于指示待测点位置和放样点位置，并获取主机体到目标点的距离，无线通讯模块用于传输主机体和监控单元之间的信号，监控单元用于监控采集单元的工作状态，并对采集单元远程控制；
选取待测区范围后，监控单元对主机体的飞行路线进行控制和编程，并实时监控，先对北方向确定和修正，主机体开始按预定的飞行路线飞行，飞行高度为2.5-3.5米，在每一处需要设站测量的位置悬停，通过已经确定的坐标北方向和下一个坐标，确定主机体的方向和距离，调整主机体的观测高度到1.8-2米，并通过摄像模块采用360度探测距离的方法进行观测，若距离超过限制要求则直接跳到下一个点探测，通过探测的数据分析，判定需要测量点的位置，并采用激光测距模块测量距离，通过记录水平度盘和垂直度盘的数据，计算出待测点的坐标，并通过无线通讯模块传输给监控单元，完成一个测量点的信息采集，重复上述过程，获得全部测量点的信息采集，并绘制地图信息。
2.根据权利要求1所述的一种全自动信息采集飞行器，其特征在于，所述北方向确定和修正具体过程为：在空旷处起飞主机体，起飞高度在15-25米，高度稳定后主机体瞬间悬停，通过GPS定位模块获取第一悬停点的坐标，主机体向任意方向移动200米，通过GPS定位模块获取第二悬停点的坐标，通过水平度盘记录飞行方向以及第一悬停点、第二悬停点之间的方位角确定坐标北向，并配置水平度盘，重复上述过程对坐标北向进行检核和矫正。
3.根据权利要求1所述的一种全自动信息采集飞行器，其特征在于，所述地图信息绘制完毕后进行全图检查，并进行必要的检测修补。
4.根据权利要求1所述的一种全自动信息采集飞行器，其特征在于，所述飞行模块为无人机。
5.根据权利要求1所述的一种全自动信息采集飞行器，其特征在于，所述GPS定位模块通过RTK与CORS技术获取主机体的位置坐标。
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