CN107651203A - 一种基于无人机成像测绘系统承载台及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无人机成像测绘系统承载台，包括连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统，连接底座上表面通过定位机构与无人机机体下表面连接连接，连接底座下表面通过转台机构与承载柱相互连接，承载机架与承载柱相互连接，承载机架包括定位底板、定位侧板、驱动滑轨及旋转驱动机构，承载台包括防护侧板、装备定位架及定位扣，辅助控制系统嵌于连接底座内并与转台机构和旋转驱动机构电气连接，其使用方法包括设备连接、数据测绘、数据传输及设备替换及回收。本发明一方面具有良好的数据通讯和保存能力，另一方面可灵活满足多种类型测绘设备同时进行测绘作业的需要，另可对测绘设备运行状态及测绘的测绘角度进行灵活调整。

Description

一种基于无人机成像测绘系统承载台及使用方法

技术领域

本发明涉及一种基于无人机成像测绘系统承载台及使用方法，属测绘技术领域。

背景技术

目前基于无人机设备进行测绘作业，已经成为当前重要的测绘手段之一，使用十分频繁，但在实际使用中发现，当前在利用无人机设备进行测绘作业时，一方面存在无人机对测绘设备携带能力相对较差，从而导致了在进行测绘作业时，导致测绘手段单一、测绘设备运行控制及调节作业灵活性差，从而难以后效满足测绘作业的需要，另一方面当前的测绘设备在进行测绘作业时，数据传输能力相对较差，一方面易导致控制信号存在滞后性，另一方面通讯过程中的通讯信号极易受到外界复杂电磁环境干扰，从而导致测绘数据精度差及数据丢失，从而造成当前在进行测绘作业时，测绘作业精度不能有效满足实际使用的需要，因此针对这一问题，迫切需要开发一种可有效满足实际测绘需要的基于无人机设备的测绘设备承载机构，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种基于无人机成像测绘系统承载台及使用方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于无人机成像测绘系统承载台，包括连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统，连接底座上表面通过定位机构与无人机机体下表面连接连接，并与水平面平行分布，连接底座下表面通过转台机构与承载柱相互连接，承载柱与连接底座同轴分布，其轴线与水平面垂直分布，并可环绕旋转轴进行0°—360°范围旋转，承载机架与承载柱相互连接并同轴分布，承载机架包括定位底板、定位侧板、驱动滑轨及旋转驱动机构，定位侧板共两个，以定位底板轴线对称分布在承载底板两侧，定位侧板下端面为圆弧结构，驱动滑轨嵌于承载侧板下端面，并为与定位板下端面同芯分布的圆弧结构，旋转驱动机构嵌于承载侧板内并与驱动滑轨相互连接，承载台包括防护侧板、装备定位架及定位扣，其中防护侧板共两个，并为与驱动滑轨同芯分布的圆形板状结构，且两防护侧板分别通过驱动滑轨与定位侧板下端面相互滑动连接，且防护侧板另与旋转驱动机构相互连接，装备定位架位于连个防护侧板之间位置，与防护侧板同轴分布，且防护侧板、装备定位架共同构成横截面为“H”型且深度为防护侧板半径1/4—1/2的槽状结构，装备定位架为框架结构，且装备定位架上设至少一个装备定位槽，装备定位槽轴线与装备定位架轴线呈0°—90°夹角，且各装备定位槽均环绕装备定位架轴线均布，定位扣若干，分别嵌于个装备定位槽内，辅助控制系统嵌于连接底座内并与转台机构和旋转驱动机构电气连接。

进一步的，所述的连接底座包括承载板、弹性缓冲机构，所述的承载板共两个，两承载板间相互平行分布，并通过至少两个弹性缓冲机构相互连接，且所述的弹性缓冲机构环绕承载板轴线均布，所述的承载板与承载机架的定位底板间通过滑槽相互连接，且所述的滑槽环绕转台机轴线呈闭合环状结构。

进一步的，所述的弹性缓冲机构为弹性垫块、减震弹簧、弹簧伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

进一步的，所述的承载柱为至少两级的电动伸缩杆、弹簧伸缩杆、螺纹伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种，且当承载柱为电动伸缩杆时，则电动伸缩杆与辅助控制系统电气连接。

进一步的，所述的定位底板、定位侧板及防护侧板均为框架结构。

进一步的，所述的旋转驱动机构为直线电极和基于电动机驱动的驱动辊、驱动轮中的任意一种。

进一步的，所述的防护侧板横截面呈“工”字型结构，所述的防护侧板和定位侧板侧表面均设角度传感器，且各角度传感器均与辅助控制系统电气连接并相互并联。

进一步的，所述的装备定位架与防护侧板间通过转台结构相互连接，且所述的转台机构与辅助控制系统电气连接。

进一步的，所述的辅助控制系统为单片机控制电路，所述的辅助控制系统另设无线数据通讯装置、串口通讯装置及电源接线端子。

一种基于无人机成像测绘系统承载台使用方法，包括以下步骤：

第一步，设备连接，首先将连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统进行组装并将相关设备与辅助控制系统电气连接，然后将成像测绘用设备安装到承载台上，并与辅助控制系统电气连接，然后将连接底座安装到无人机设备上，同时使辅助控制系统与无人机控制系统电气连接，然后通过遥控设备远程对无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备的工作状态进行检测，并在检测各设备工作正常后，使无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备均处于待机状态；

第二步，数据测绘，完成第一步作业后，首先启动无人机设备，使无人机设备运升空，并在地面遥控设备和无人机自备的导航设备指引下飞行到待测绘地区的目标空域，然后通过地面遥控设备驱动辅助控制系统运行，并由辅助控制系统对安装在承载台上的各成像测绘用设备开始进行测绘作业，并在测绘作业同时，首先通过地面遥控设备驱动无人机设备根据测绘需要沿指定航线飞行，然后一方面通过辅助控制系统驱动承载机架、承载台进行相应的结构位置调整，满足不同测绘角度及不同成像测绘用设备运行的需要，另一方面对各成像测绘用设备调整工作状态进行调整，满足测绘作业的需要；

第三步，数据传输，在进行第二步作业的同时，所测绘得到的数据信息，一方面通过辅助控制系统远程无线传输至地面遥控设备处，另一方面保存在辅助控制系统中，并待完成测绘作业，无人机设备返回后，再由工作人员将测绘数据从辅助控制系统中导出；

第四步，设备替换及回收，在完成当前测绘后，由地面遥控设备引导无人机设备返航，并在降落后，若需要再次测绘作业，则一方面对承载台的成像测绘设备进行更换，满足新一轮测绘作业需要，另一方面对无人机及成像测绘设备进行能源补充，然后再次返回到第二步进行测绘作业；若不需要进行测绘作业后，则将无人机设备、连接底座、承载柱、承载机架、承载台、辅助控制系统及成像测绘设备拆卸，然后进行分别保存即可。

本发明结构简单，使用灵活方便，运行自动化程度高，一方面具有良好的数据通讯和保存能力，可有效克服远距离传输中易出现的控制信号滞后、衰减及干扰现象，提高通讯能力的可靠性和稳定性，另一方面可根据使用需要，灵活满足多种类型测绘设备同时进行测绘作业的需要，同时在测绘作业过程中，另可对测绘设备运行状态及测绘的测绘角度进行灵活调整，从而极大的提高了设备基于无人机远程测绘作业的精度和可靠性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于无人机成像测绘系统承载台，包括连接底座1、承载柱2、承载机架3、承载台4及辅助控制系统5，连接底座1上表面通过定位机构6与无人机机体7下表面连接连接，并与水平面平行分布，连接底座1下表面通过转台机构8与承载柱2相互连接，承载柱2与连接底座1同轴分布，其轴线与水平面垂直分布，并可环绕旋转轴进行0°—360°范围旋转，承载机架3与承载柱2相互连接并同轴分布。

本实施例中，所述的承载机架3包括定位底板31、定位侧板32、驱动滑轨33及旋转驱动机构34，定位侧板32共两个，以定位底板31轴线对称分布在承载底板31两侧，定位侧板32下端面为圆弧结构，驱动滑轨33嵌于承载侧板32下端面，并为与定位板31下端面同芯分布的圆弧结构，旋转驱动机构34嵌于承载侧板32内并与驱动滑轨33相互连接。

本实施例中，所述的承载台4包括防护侧板41、装备定位架42及定位扣43，其中防护侧板41共两个，并为与驱动滑轨33同芯分布的圆形板状结构，且两防护侧板41分别通过驱动滑轨33与定位侧板32下端面相互滑动连接，且防护侧板41另与旋转驱动机构34相互连接，装备定位架42位于连个防护侧板41之间位置，与防护侧板41同轴分布，且防护侧板41、装备定位架42共同构成横截面为“H”型且深度为防护侧板半径1/4—1/2的槽状结构，装备定位架42为框架结构，且装备定位架42上设至少一个装备定位槽44，装备定位槽44轴线与装备定位架42轴线呈0°—90°夹角，且各装备定位槽44均环绕装备定位架42轴线均布，定位扣43若干，分别嵌于个装备定位槽44内。

本实施例中，所述的辅助控制系统5嵌于连接底座1内并与转台机构8和旋转驱动机构34电气连接。

本实施例中，所述的连接底座1包括承载板101、弹性缓冲机构102，所述的承载板101共两个，两承载板101间相互平行分布，并通过至少两个弹性缓冲机构102相互连接，且所述的弹性缓冲机构环102绕承载板101轴线均布，所述的承载板101与承载机架3的定位底板31间通过滑槽103相互连接，且所述的滑槽103环绕转台机构8轴线呈闭合环状结构。

本实施例中，所述的弹性缓冲机构102为弹性垫块、减震弹簧、弹簧伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

本实施例中，所述的承载柱2为至少两级的电动伸缩杆、弹簧伸缩杆、螺纹伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种，且当承载柱2为电动伸缩杆时，则电动伸缩杆与辅助控制系统5电气连接。

本实施例中，所述的定位底板31、定位侧板32及防护侧板41均为框架结构。

本实施例中，所述的旋转驱动机构34为直线电极和基于电动机驱动的驱动辊、驱动轮中的任意一种。

本实施例中，所述的防护侧板41横截面呈“工”字型结构，所述的防护侧板41和定位侧板32侧表面均设角度传感器9，且各角度传感器9均与辅助控制系统5电气连接并相互并联。

本实施例中，所述的装备定位架42与防护侧板41间通过转台结构8相互连接，且所述的转台机构8与辅助控制系统5电气连接，

本实施例中，所述的辅助控制系统5为单片机控制电路，所述的辅助控制系统另设无线数据通讯装置、串口通讯装置及电源接线端子。

如图2所示，一种基于无人机成像测绘系统承载台使用方法，包括以下步骤：

第一步，设备连接，首先将连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统进行组装并将相关设备与辅助控制系统电气连接，然后将成像测绘用设备安装到承载台上，并与辅助控制系统电气连接，然后将连接底座安装到无人机设备上，同时使辅助控制系统与无人机控制系统电气连接，然后通过遥控设备远程对无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备的工作状态进行检测，并在检测各设备工作正常后，使无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备均处于待机状态；

第二步，数据测绘，完成第一步作业后，首先启动无人机设备，使无人机设备运升空，并在地面遥控设备和无人机自备的导航设备指引下飞行到待测绘地区的目标空域，然后通过地面遥控设备驱动辅助控制系统运行，并由辅助控制系统对安装在承载台上的各成像测绘用设备开始进行测绘作业，并在测绘作业同时，首先通过地面遥控设备驱动无人机设备根据测绘需要沿指定航线飞行，然后一方面通过辅助控制系统驱动承载机架、承载台进行相应的结构位置调整，满足不同测绘角度及不同成像测绘用设备运行的需要，另一方面对各成像测绘用设备调整工作状态进行调整，满足测绘作业的需要。

第三步，数据传输，在进行第二步作业的同时，所测绘得到的数据信息，一方面通过辅助控制系统远程无线传输至地面遥控设备处，另一方面保存在辅助控制系统中，并待完成测绘作业，无人机设备返回后，再由工作人员将测绘数据从辅助控制系统中导出；

第四步，设备替换及回收，在完成当前测绘后，由地面遥控设备引导无人机设备返航，并在降落后，若需要再次测绘作业，则一方面对承载台的成像测绘设备进行更换，满足新一轮测绘作业需要，另一方面对无人机及成像测绘设备进行能源补充，然后再次返回到第二步进行测绘作业；若不需要进行测绘作业后，则将无人机设备、连接底座、承载柱、承载机架、承载台、辅助控制系统及成像测绘设备拆卸，然后进行分别保存即可。

本发明结构简单，使用灵活方便，运行自动化程度高，一方面具有良好的数据通讯和保存能力，可有效克服远距离传输中易出现的控制信号滞后、衰减及干扰现象，提高通讯能力的可靠性和稳定性，另一方面可根据使用需要，灵活满足多种类型测绘设备同时进行测绘作业的需要，同时在测绘作业过程中，另可对测绘设备运行状态及测绘的测绘角度进行灵活调整，从而极大的提高了设备基于无人机远程测绘作业的精度和可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于，所述的基于无人机成像测绘系统承载台包括连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统，所述的连接底座上表面通过定位机构与无人机机体下表面连接连接，并与水平面平行分布，连接底座下表面通过转台机构与承载柱相互连接，所述的承载柱与连接底座同轴分布，其轴线与水平面垂直分布，并可环绕旋转轴进行0°—360°范围旋转，所述的承载机架与承载柱相互连接并同轴分布，所述的承载机架包括定位底板、定位侧板、驱动滑轨及旋转驱动机构，所述的定位侧板共两个，以定位底板轴线对称分布在承载底板两侧，所述的定位侧板下端面为圆弧结构，所述的驱动滑轨嵌于承载侧板下端面，并为与定位板下端面同芯分布的圆弧结构，所述的旋转驱动机构嵌于承载侧板内并与驱动滑轨相互连接，所述的承载台包括防护侧板、装备定位架及定位扣，其中所述的防护侧板共两个，并为与驱动滑轨同芯分布的圆形板状结构，且两防护侧板分别通过驱动滑轨与定位侧板下端面相互滑动连接，且所述的防护侧板另与旋转驱动机构相互连接，所述的装备定位架位于连个防护侧板之间位置，与防护侧板同轴分布，且所述的防护侧板、装备定位架共同构成横截面为“H”型且深度为防护侧板半径1/4—1/2的槽状结构，所述的装备定位架为框架结构，且装备定位架上设至少一个装备定位槽，所述的装备定位槽轴线与装备定位架轴线呈0°—90°夹角，且各装备定位槽均环绕装备定位架轴线均布，所述的定位扣若干，分别嵌于个装备定位槽内，所述的辅助控制系统嵌于连接底座内并与转台机构和旋转驱动机构电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的连接底座包括承载板、弹性缓冲机构，所述的承载板共两个，两承载板间相互平行分布，并通过至少两个弹性缓冲机构相互连接，且所述的弹性缓冲机构环绕承载板轴线均布，所述的承载板与承载机架的定位底板间通过滑槽相互连接，且所述的滑槽环绕转台机轴线呈闭合环状结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的弹性缓冲机构为弹性垫块、减震弹簧、弹簧伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的承载柱为至少两级的电动伸缩杆、弹簧伸缩杆、螺纹伸缩杆、液压伸缩杆、气压伸缩杆中的任意一种，且当承载柱为电动伸缩杆时，则电动伸缩杆与辅助控制系统电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的定位底板、定位侧板及防护侧板均为框架结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的旋转驱动机构为直线电极和基于电动机驱动的驱动辊、驱动轮中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的防护侧板横截面呈“工”字型结构，所述的防护侧板和定位侧板侧表面均设角度传感器，且各角度传感器均与辅助控制系统电气连接并相互并联。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的装备定位架与防护侧板间通过转台结构相互连接，且所述的转台机构与辅助控制系统电气连接。

9.据权利要求1所述的一种基于无人机成像测绘系统承载台，其特征在于：所述的辅助控制系统为单片机控制电路，所述的辅助控制系统另设无线数据通讯装置、串口通讯装置及电源接线端子。

10.一种基于无人机成像测绘系统承载台使用方法，其特征在于：所述的基于无人机成像测绘系统承载台使用方法包括以下步骤：

第一步，设备连接，首先将连接底座、承载柱、承载机架、承载台及辅助控制系统进行组装并将相关设备与辅助控制系统电气连接，然后将成像测绘用设备安装到承载台上，并与辅助控制系统电气连接，然后将连接底座安装到无人机设备上，同时使辅助控制系统与无人机控制系统电气连接，然后通过遥控设备远程对无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备的工作状态进行检测，并在检测各设备工作正常后，使无人机设备、辅助控制系统及与辅助控制系统电气连接的各设备均处于待机状态；

第二步，数据测绘，完成第一步作业后，首先启动无人机设备，使无人机设备运升空，并在地面遥控设备和无人机自备的导航设备指引下飞行到待测绘地区的目标空域，然后通过地面遥控设备驱动辅助控制系统运行，并由辅助控制系统对安装在承载台上的各成像测绘用设备开始进行测绘作业，并在测绘作业同时，首先通过地面遥控设备驱动无人机设备根据测绘需要沿指定航线飞行，然后一方面通过辅助控制系统驱动承载机架、承载台进行相应的结构位置调整，满足不同测绘角度及不同成像测绘用设备运行的需要，另一方面对各成像测绘用设备调整工作状态进行调整，满足测绘作业的需要；

第三步，数据传输，在进行第二步作业的同时，所测绘得到的数据信息，一方面通过辅助控制系统远程无线传输至地面遥控设备处，另一方面保存在辅助控制系统中，并待完成测绘作业，无人机设备返回后，再由工作人员将测绘数据从辅助控制系统中导出；

第四步，设备替换及回收，在完成当前测绘后，由地面遥控设备引导无人机设备返航，并在降落后，若需要再次测绘作业，则一方面对承载台的成像测绘设备进行更换，满足新一轮测绘作业需要，另一方面对无人机及成像测绘设备进行能源补充，然后再次返回到第二步进行测绘作业；若不需要进行测绘作业后，则将无人机设备、连接底座、承载柱、承载机架、承载台、辅助控制系统及成像测绘设备拆卸，然后进行分别保存即可。