CN110217401A - 一种多旋翼无人机地理测绘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机测绘技术领域，尤其是一种多旋翼无人机地理测绘系统，包括无人机本体，无人机本体的底部安装有起升架，起升架的两侧均安装有缓冲垫板，无人机本体的底部固定安装有安装机构，无人机本体的顶部固定安装有主控箱，主控箱的侧壁上固定安装有若干连接臂，连接臂环绕着主控箱均匀分布，连接臂远离主控箱的一端均固定安装有电机，电机的输出轴固定连接有旋转叶，主控箱的顶部固定安装有GPS定位器和字符叠加器。本发明的安装机构的设计使得摄像机能够转动，这样可以在无人机稳定飞行过程中，自主调整拍摄角度，操作更加简便；另外，地理测绘单元的设计大大提高了图像拼接效果，可扩展的功能性高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机测绘技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机地理测绘系统。
背景技术
地理测绘、地界勘定、地质勘探等外业活动中常需要采集指定地点的经纬度和海拔信息，目前通常使用的测量工具是一种在手持杆顶部安装GPS主机的测量仪器，由人工抓持该仪器到待测量地点，用手持通讯设备与GPS主机通信并读取记录当前地点的待测数据。但是，很多测量地点在高山、险坡、悬崖、峭壁等人难以接近的地方，对这样的地点进行测量时费时费力、效率低下，严重时甚至会危及人身安全；无人机是一种动力驱动的、无线电操控或者自主控制的不载人无人机；其中多旋翼无人机具有体积小、重量轻、操作灵活以及可搭载任务平台等诸多特点，近年来多旋翼无人机在军事侦察、地质测绘、灾情监测和航空拍摄等方面发挥着越来越多的作用，显示出巨大的应用前景；目前，无人机应用在地理测绘中，主要通过摄像机对地表进行拍摄，但是，现有技术中，摄像机一般是固定安装在无人机上，无法自主调节角度，必须通过调整无人机的角度才能达到调整拍摄角度的效果，这种方式增加了操作的复杂性；另外，现有技术仍然存在图像拼接显示效果不好，可扩展的功能性不足等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在摄像机不能自主调节角度和图像拼接显示效果不好的缺点，而提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种多旋翼无人机地理测绘系统，包括无人机本体，所述无人机本体的底部固定安装有起升架，所述起升架的两侧均固定安装有缓冲垫板，所述无人机本体的底部固定安装有安装机构，所述安装机构包括安装座，安装座固定安装在无人机本体底部的中心位置，所述安装座的内侧设置有摄像机，所述摄像机的顶端通过销轴与安装座转动连接，所述摄像机底端的侧壁上固定安装有第一耳座，所述安装座的一侧设置有第二耳座，所述第二耳座与无人机本体固定连接，所述第一耳座与第二耳座之间设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的两端分别通过销轴与相应的第一耳座、第二耳座转动连接，所述无人机本体的顶部固定安装有主控箱，所述主控箱的侧壁上固定安装有若干连接臂，所述连接臂环绕着主控箱均匀分布，所述连接臂远离主控箱的一端均固定安装有电机，所述电机的输出轴固定连接有旋转叶，所述主控箱的顶部固定安装有GPS定位器和字符叠加器。
优选的，所述主控箱顶端的外延设置有保护架，所述保护架固定安装在主控箱上。
优选的，所述主控箱的内部设有控制面板，所述控制面板包括主控模块、与主控模块电性连接的图像处理单元、地理测绘单元和无线通讯模块，所述无线通讯模块无线连接有导航单元，所述字符叠加器与主控模块电性连接，所述图像处理单元包括图像采集模块，图像采集模块电性连接有A/D转换器，所述A/D转换器主要将模拟信号转换成数字信号，所述A/D转换器电性连接有微型芯片，所述微型芯片电性连接有放大器和信号输出模块，对数字信号进行放大，然后通过信号输出模块将信号传送到主控模块。
优选的，所述地理测绘单元包括图像预览模块，所述图像预览模块电性连接有测绘网格设置模块，所述测绘网格设置模块电性连接有图像拼接模块，所述图像拼接模块电性连接有图像分析模块。
优选的，所述导航单元包括位置检测模块，所述位置检测模块电性连接有路线规划模块，所述路线规划模块电性有信号收发器，所述信号收发器与无线通讯模块通讯连接。
优选的，所述主控模块采用STM系列芯片，且主控模块内部设置有数据储存器，用于储存PC计算机设置的控制参数。
优选的，所述图像拼接模块主要通过图像拼接技术对多种图像进行处理，具体的实施步骤如下：首先输入图像信息，然后系统对图像进行预处理，再对图像进行配准，再建立变换模型并统一坐标变换，最后进行图像融合形成全景图像。
本发明提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统，有益效果在于：
1、安装机构的设计，作用在于，通过控制电动伸缩杆的伸缩，从而使得摄像机能够转动，这样可以在无人机稳定飞行过程中，自主调整拍摄角度，操作更加简便；
2、地理测绘单元的设计，作用在于，首先，通过图像预览模块对拍摄的视频图像进行预览，然后获得不同时间和位置的图片，此时测绘网格设置模块自动生成地形网格图层，最后通过图像拼接模块将不同的图像拼接成完成的清晰的地形图，并通过图像分析模块对地形图进行分析获得测绘地理数据，这种方式大大提高了图像拼接效果，可扩展的功能性高。
附图说明
图1为本发明提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统的无人机的结构示意图；
图2为本发明提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统的安装机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统的系统框图；
图4为本发明提出的一种多旋翼无人机地理测绘系统的地理测绘单元的系统框图。
图中：无人机本体1、起升架2、缓冲垫板3、安装机构4、安装座41、第一耳座42、第二耳座43、电动伸缩杆44、摄像机5、主控箱6、连接臂7、电机8、旋转叶9、GPS定位器10、字符叠加器11、保护架12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-4，一种多旋翼无人机地理测绘系统，包括无人机本体1，无人机本体1的底部固定安装有起升架2，起升架2的两侧均固定安装有缓冲垫板3，无人机本体1的底部固定安装有安装机构4，安装机构4包括安装座41，安装座41固定安装在无人机本体1底部的中心位置，安装座41的内侧设置有摄像机5，摄像机5的顶端通过销轴与安装座41转动连接，摄像机5底端的侧壁上固定安装有第一耳座42，安装座41的一侧设置有第二耳座43，第二耳座43与无人机本体1固定连接，第一耳座42与第二耳座43之间设置有电动伸缩杆44，电动伸缩杆44的两端分别通过销轴与相应的第一耳座42、第二耳座43转动连接，安装机构4的设计，作用在于，通过控制电动伸缩杆44的伸缩，从而使得摄像机5能够转动，这样可以在无人机稳定飞行过程中，自主调整拍摄角度，操作更加简便。
无人机本体1的顶部固定安装有主控箱6，主控箱6的内部设有控制面板，控制面板包括主控模块、与主控模块电性连接的图像处理单元、地理测绘单元和无线通讯模块，无线通讯模块无线连接有导航单元，字符叠加器11与主控模块电性连接，主控模块采用STM32系列芯片，且主控模块内部设置有数据储存器，用于储存PC计算机设置的控制参数；
图像处理单元包括图像采集模块，图像采集模块电性连接有A/D转换器，A/D转换器主要将模拟信号转换成数字信号，A/D转换器电性连接有微型芯片，微型芯片电性连接有放大器和信号输出模块，对数字信号进行放大，然后通过信号输出模块将信号传送到主控模块；地理测绘单元包括图像预览模块，图像预览模块电性连接有测绘网格设置模块，测绘网格设置模块电性连接有图像拼接模块，图像拼接模块主要通过图像拼接技术对多种图像进行处理，具体的实施步骤如下：首先输入图像信息，然后系统对图像进行预处理，再对图像进行配准，再建立变换模型并统一坐标变换，最后进行图像融合形成全景图像。
图像拼接模块电性连接有图像分析模块，首先，通过图像预览模块对拍摄的视频图像进行预览，然后获得不同时间和位置的图片，此时测绘网格设置模块自动生成地形网格图层，最后通过图像拼接模块将不同的图像拼接成完成的清晰的地形图，并通过图像分析模块对地形图进行分析获得测绘地理数据，这种方式大大提高了图像拼接效果，可扩展的功能性高。
导航单元包括位置检测模块，位置检测模块电性连接有路线规划模块，路线规划模块电性有信号收发器，信号收发器与无线通讯模块通讯连接，通过位置检测模块实时了解无人机的飞行位置，路线规划模块对无人机进行飞行轨迹进行设定，这样可以直接加载地图，将飞行的轨迹路径，在地图上标定出来，使用户可以对测绘区域以及无人机测绘轨迹清晰明了的查看。
主控箱6的侧壁上固定安装有若干连接臂7，连接臂7环绕着主控箱6均匀分布，连接臂7远离主控箱6的一端均固定安装有电机8，电机8的输出轴固定连接有旋转叶9，主控箱6的顶部固定安装有GPS定位器10和字符叠加器11，主控箱6顶端的外延设置有保护架12，保护架12固定安装在主控箱6上，保护架12主要保护GPS定位器10和字符叠加器11不容易被空中的漂浮物损坏。
以上，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 (7)
1.一种多旋翼无人机地理测绘系统，包括无人机本体（1），所述无人机本体（1）的底部固定安装有起升架（2），所述起升架（2）的两侧均固定安装有缓冲垫板（3），其特征在于，所述无人机本体（1）的底部固定安装有安装机构（4），所述安装机构（4）包括安装座（41），安装座（41）固定安装在无人机本体（1）底部的中心位置，所述安装座（41）的内侧设置有摄像机（5），所述摄像机（5）的顶端通过销轴与安装座（41）转动连接，所述摄像机（5）底端的侧壁上固定安装有第一耳座（42），所述安装座（41）的一侧设置有第二耳座（43），所述第二耳座（43）与无人机本体（1）固定连接，所述第一耳座（42）与第二耳座（43）之间设置有电动伸缩杆（44），所述电动伸缩杆（44）的两端分别通过销轴与相应的第一耳座（42）、第二耳座（43）转动连接，所述无人机本体（1）的顶部固定安装有主控箱（6），所述主控箱（6）的侧壁上固定安装有若干连接臂（7），所述连接臂（7）环绕着主控箱（6）均匀分布，所述连接臂（7）远离主控箱（6）的一端均固定安装有电机（8），所述电机（8）的输出轴固定连接有旋转叶（9），所述主控箱（6）的顶部固定安装有GPS定位器（10）和字符叠加器（11）。
2.根据权利要求1的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述主控箱（6）顶端的外延设置有保护架（12），所述保护架（12）固定安装在主控箱（6）上。
3.根据权利要求1的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述主控箱（6）的内部设有控制面板，所述控制面板包括主控模块、与主控模块电性连接的图像处理单元、地理测绘单元和无线通讯模块，所述无线通讯模块无线连接有导航单元，所述字符叠加器（11）与主控模块电性连接，所述图像处理单元包括图像采集模块，图像采集模块电性连接有A/D转换器，所述A/D转换器主要将模拟信号转换成数字信号，所述A/D转换器电性连接有微型芯片，所述微型芯片电性连接有放大器和信号输出模块，对数字信号进行放大，然后通过信号输出模块将信号传送到主控模块。
4.根据权利要求4的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述地理测绘单元包括图像预览模块，所述图像预览模块电性连接有测绘网格设置模块，所述测绘网格设置模块电性连接有图像拼接模块，所述图像拼接模块电性连接有图像分析模块。
5.根据权利要求4的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述导航单元包括位置检测模块，所述位置检测模块电性连接有路线规划模块，所述路线规划模块电性有信号收发器，所述信号收发器与无线通讯模块通讯连接。
6.根据权利要求4的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述主控模块采用STM32系列芯片，且主控模块内部设置有数据储存器，用于储存PC计算机设置的控制参数。
7.根据权利要求4的一种多旋翼无人机地理测绘系统，其特征在于，所述图像拼接模块主要通过图像拼接技术对多种图像进行处理，具体的实施步骤如下：首先输入图像信息，然后系统对图像进行预处理，再对图像进行配准，再建立变换模型并统一坐标变换，最后进行图像融合形成全景图像。
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Cited By (3)
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| CN111619813A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-04 | 嘉兴勤慎智能技术有限公司 | 一种基于无人机的河势遥感监测装置 |
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2019
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