CN108562279B

CN108562279B - 一种无人机测绘方法

Info

Publication number: CN108562279B
Application number: CN201810183572.6A
Authority: CN
Inventors: 朱可杰; 张国平; 孙磊; 沈雷
Original assignee: Pinghu Chenggong Construction Surveying And Mapping Design Co ltd
Current assignee: Pinghu Chenggong Construction Surveying And Mapping Design Co ltd
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: CN108562279A

Abstract

本发明公开了一种无人机测绘方法，包括如下步骤：1）建立地面基准信号站；2）将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行校准；3）将无人机放飞至固定的点，准备开始测量；4）无人机以上下波动的方式进行飞行拍摄取样；5）将拍摄的取样数据与机载定位系统的无人机定位数据进行实时对应存储，并且传输至地面基准信号站；6）让无人机进行多次重复飞行拍摄；7）将同一高度信息的拍摄数据进行取出进行拍摄拼接。在同一位置存在多个高度上的拍摄，进而在无人机受到外界环境影响而产生波动时，该多个高度上的拍摄的数据可以降低误差，提高了测绘的准确度，通过多次重复飞行拍摄，可以进行校准，从而让测绘的准确度进一步提高。

Description

一种无人机测绘方法

技术领域

本发明涉及一种测绘方法，更具体地说，它涉及一种无人机测绘方法。

背景技术

无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向，无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。

目前，公布号为CN101237922A的中国专利公开了一种CNSS/IMU一体化无人机测绘的方法和系统，其通过将GNSS系统和IMU系统进行一体化整合置无人机上，通过地面设置GNSS基站，从而让其进行参数同步记录，从而提高了成像的精度。但是上述测绘拼图是通过将各个空间点进行计算，让其比例相同后进行拼接，从而完成测绘，这个过程中，通过比例换算件拼接，让其在拼接的过程中比较麻烦，并且其准确性会在换算过程中而降低。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种无人机测绘方法，其能够通过不同的测绘取值，从而不需要进行比例换算，拼接简单，且提高测绘的准确性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种无人机测绘方法，包括如下步骤：

1）建立地面基准信号站；

2）将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行校准；

3）将无人机放飞至固定的点，准备开始测量；

4）无人机以上下波动的方式进行飞行拍摄取样；

5）将拍摄的取样数据与机载定位系统的无人机定位数据进行实时对应存储，并且传输至地面基准信号站；

6）让无人机进行多次重复飞行拍摄；

7）将同一高度信息的拍摄数据进行取出进行拍摄拼接。

通过上述技术方案，经过地面基准信号站以及机载定位系统，形成完整固定的空间坐标系，从而能够有效的将无人机的位置进行定位，另外，通过上下波动的方式进行拍摄，从而在同一位置存在多个高度上的拍摄，进而在无人机受到外界环境影响而产生波动时，该多个高度上的拍摄的数据可以降低误差，从而让其拍摄的数据最终能够有效的进行拼接，提高了测绘的准确度，另外，通过多次重复飞行拍摄，可以进行校准，从而让测绘的准确度进一步提高。

本发明进一步设置为：所述无人机进行上下波动飞行，且飞行路线设置成矩形波结构的路线。

通过上述技术方案，矩形波结构的路线能够让其在同一纵坐标以及横坐标具有不同的高度坐标的拍摄数据。

本发明进一步设置为：所述无人机上安装有用于存储无人机拍摄数据的数据存储器以及用于将数据存储器内的数据进行发出的数据传输模块，所述地面基准信号站设置有数据接收器，且数据接收器接收数据传输模块传输的拍摄数据，且所述地面基准信号站设置有数据存储库，接收数据接收器输出的数据以及地面基准信号站的数据并且进行存储。

通过上述技术方案，数据存储器能够实时存储拍摄到的数据，通过数据传输模块，将数据存储器内的数据进行发送至数据接收器，数据寄售期接收形象并且将其存储至数据存储库，进而可以供后期进行处理。

本发明进一步设置为：所述数据传输模块采用无线数据传输模块构成。

通过上述技术方案，无线数据传输模块的设置可以让数据传输比较快速，且传输比较方便。

本发明进一步设置为：所述地面基准信号站设置有地面时间系统，所述无人机上设置有机载时间系统，进行步骤3）之前，对地面时间系统与机载时间系统进行校准，且地面时间系统输出地面时间信号与地面基准信号同时存储入数据存储库，机载时间系统通过数据传输模块将机载时间信号与拍摄数据同时发出。

通过上述技术方案，采用时间系统作为校准方式，从而在同一时间内的数据可以进行相对配合，从而可以让无人机的数据和地面数据进行对应。

本发明进一步设置为：所述步骤6）中无人机重复飞行次数为2-4次。

本发明进一步设置为：在无人机上安装有风速仪，且风速仪检测的风速信号传输至地面基准信号站内。

通过上述技术方案，风速仪可以测量风速，可以让无人机在飞行的过程中可以进行实时调整其飞行的速度和力度，进而让其在测量时更加稳定。

本发明进一步设置为：所述步骤7）中，取多个高度的拍摄数据进行拼接对比。

通过上述技术方案，多个高度的拍摄数据进行拼接对比，能够提高测绘的准确度。

本发明进一步设置为：将无人机机载定位系统与IMU一体安装设置。

通过上述技术方案，采用IMU和机载定位系统进行配合，能够让风速仪测速后，与无人机IMU数据进行结合，能够让其无人机飞行的更加稳定，测量更加准确。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

（1）通过地面基准信号站的建设与机载信号能够形成对照，进而能够构成比较稳定的空间坐标，让整个测绘的结果更加准确；

（2）通过上下波动的飞行拍摄轨迹，并且采用矩形波结构的飞行路径，让无人机在同一位置的不同高度能够进行多次拍摄，进而让其能够具有不同比例的拍摄，即同一水平高度在摄像头状态相同的情况下，其拍摄的比例相同，因此，采用相同高度拍摄的数据进行拼接，不需要进行比例换算，从而在节省步骤的同时，提高了测绘的准确度。

附图说明

图1为本实施例的整体结构框图；

图2为风速仪与无人机的关系结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

一种无人机测绘方法，如图1所示，包括如下步骤：

1）建立地面基准信号站；作为整个无人机的静态标准参照点，形成固定的空间坐标系，可以测得无人机的位置信号，并且测量较为准确；地面基准信号站可以采用GNSS等全球导航卫星系统构成；

2）将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行校准；机载定位系统与地面基准信号站校准后，机载系统的数据能够与地面基准信号站的数据能够进行一一对应，进而容易读取和配对；一般无人机也采用与地面基准信号站相同的导航定位系统（如GNSS等全球导航卫星系统）；

3）在地面基准信号站建立好后，并且与机载系统进行校准，使得地面基准信号站与无人机的信号处于同一个稳定的坐标空间内，此时，将无人机放飞至固定的点，准备开始测量；

4）无人机以上下波动的方式进行飞行拍摄取样，一方面能够提高测量数据的宽度，另外，在受到风速影响时，可以在允许的范围内不会造成测量误差，进而测量准确度更高；

5）将拍摄的取样数据与机载定位系统的无人机定位数据进行实时对应存储，并且传输至地面基准信号站；在地面基准信号站建立数据存储库，可以将无人机数据以及地面基准信号站的数据均进行存储；

6）让无人机进行多次重复飞行拍摄；一般重复2-4次，让数据更加准确；

7）将同一高度信息的拍摄数据进行调取出，然后进行拍摄拼接，形成完整的测绘图。为了提高准确度，一般取多个高度的拍摄数据进行多组拼接，从而能够让多组之间进行对比，进而进一步提高测绘的准确性。

在上述的步骤中，通过无人机进行上下波动进行测量，在不同高度均有比较均匀的测量数据，从而在取样时，可以让多个高度进行取样，并且同个高度的数据比例不需要进行换算，进而测绘的准确度高，再配合多组对比，进而让其能够有效提高测量的准确度。同时，在无人机受到外界环境影响而产生波动时，该多个高度上的拍摄的数据可以降低误差，从而让其拍摄的数据最终能够有效的进行拼接，进一步提高了测绘的准确度。

为了让其飞行时采集数据比较方便，将飞行路线设置成矩形波结构的路线。矩形波结构的路线能够让其在同一纵坐标以及横坐标具有不同的高度坐标的拍摄数据，并且矩形波同一位置拍摄时仅仅高度不同，进而其在多组对比是更加方便。

为了让无人机的数据与地面数据对接时基准能够进一步进行核对，降低误差，在地面基准信号站设置有地面时间系统，而在无人机上设置有机载时间系统，可参照图1。在进行步骤3）之前，即在步骤2）的校准过程中，对地面时间系统与机载时间系统进行校准，让地面数据和机载数据可以以时间作为对应的核准点，即采用同一时间内，地面基准信号站获取的无人机的位置信息以及无人机拍摄的数据以及机载定位系统的数据，进而在取样的过程中可以进一步多重核对。为了方便数据读取，将地面时间系统输出地面时间信号与地面基准信号同时存储入数据存储库，机载时间系统通过数据传输模块将机载时间信号与拍摄数据同时发出。

为了方便数据的传输，如图1所示，无人机上安装有用于存储无人机拍摄数据的数据存储器以及用于将数据存储器内的数据进行发出的数据传输模块，地面基准信号站设置有数据接收器，且数据接收器接收数据传输模块传输的拍摄数据，且地面基准信号站设置有数据存储库，接收数据接收器输出的数据以及地面基准信号站的数据并且进行存储。数据存储器能够实时存储拍摄到的数据，通过数据传输模块，将数据存储器内的数据进行发送至数据接收器，数据寄售期接收形象并且将其存储至数据存储库，进而可以供后期进行处理。其中，数据传输模块采用无线数据传输模块构成。无线数据传输模块的设置可以让数据传输比较快速，且传输比较方便。

如图2所示，在无人机上安装有风速仪，且风速仪检测的风速信号传输至地面基准信号站内，在地面基准信号站内设置有控制无人机飞行速度的控制器，将风速仪测得风速进行输入到控制器。风速仪可以测量风速，可以让无人机在飞行的过程中可以进行实时调整其飞行的速度和力度，进而让其在测量时更加稳定。将无人机机载定位系统与IMU一体安装设置，采用IMU和机载定位系统进行配合，能够让风速仪测速后，与无人机IMU数据进行结合，能够让其无人机飞行的更加稳定，测量更加准确。

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。

Claims

1.一种无人机测绘方法，其特征在于包括如下步骤：

1）建立地面基准信号站；

2）将无人机机载定位系统与地面基准信号站进行校准；

3）将无人机放飞至固定的点，准备开始测量；

4）无人机以上下波动的方式进行飞行拍摄取样；

6）让无人机进行多次重复飞行拍摄；

7）将同一高度信息的拍摄数据进行取出进行拍摄拼接；

所述无人机进行上下波动的飞行路线设置成矩形波结构的路线；

所述步骤6）中无人机重复飞行次数为2-4次；

所述步骤7）中，取多个高度的拍摄数据进行拼接对比。

2.根据权利要求1所述的无人机测绘方法，其特征在于，所述无人机上安装有用于存储无人机拍摄数据的数据存储器以及用于将数据存储器内的数据进行发出的数据传输模块，所述地面基准信号站设置有数据接收器，且数据接收器接收数据传输模块传输的拍摄数据，且所述地面基准信号站设置有数据存储库，接收数据接收器输出的数据以及地面基准信号站的数据并且进行存储。

3.根据权利要求2所述的无人机测绘方法，其特征在于，所述数据传输模块采用无线数据传输模块构成。

4.根据权利要求2所述的无人机测绘方法，其特征在于，所述地面基准信号站设置有地面时间系统，所述无人机上设置有机载时间系统，进行步骤3）之前，对地面时间系统与机载时间系统进行校准，且地面时间系统输出地面时间信号与地面基准信号同时存储入数据存储库，机载时间系统通过数据传输模块将机载时间信号与拍摄数据同时发出。

5.根据权利要求1所述的无人机测绘方法，其特征在于，在无人机上安装有风速仪，且风速仪检测的风速信号传输至地面基准信号站内。

6.根据权利要求1所述的无人机测绘方法，其特征在于，将无人机机载定位系统与IMU一体安装设置。