CN111026155A - 一种航测方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航测方法、装置及电子设备。其中方法包括步骤：A.获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；B.当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；C.计算飞行所述距离的需耗电量；D.当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；E.充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘。装置包括第一导航模块、第一计算模块、第二计算模块、第二导航模块、第三导航模块。电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行所述的航测方法。该方法、装置及电子设备可节省时间，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种航测方法、装置及电子设备。
背景技术
随着无人机技术的日趋成熟，其在各行各业中的应用越来越广泛，其中包括了测绘行业。现有的航测飞机一般是在无人机底部设置航测仪，航测飞机在目标区域上空飞行时，由航测仪对地面的地形地貌、建筑分布等进行测绘作业。
使用无人机进行航测时，一般根据测区具体情况规划好航线，然后通过遥控或无人机自动导航等方式使无人机按照设定的航线飞行，飞行过程中通过航测仪对地面进行测绘作业。
若测区较大，无人机一般不能一次充电即完成所有航测任务，需要多次返航进行充电，通常是简单地以无人机是否已飞行预设距离来作为是否返航的依据，当无人机在充电后飞行达到预设距离，则返航进行充电。为了避免剩余电量无法支持返航路程，预设的距离一般会设定得比较短，往往导致无人机返航后剩余比较多的电量，电量没有得到充分利用，进而导致返航次数多，工作效率低。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种航测方法、装置及电子设备。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种航测方法，应用于航测飞机，包括步骤：
A.获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；
B.当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；
C.计算飞行所述距离的需耗电量；
D.当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；
E.充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘。
所述的航测方法中,所述飞行航线为蛇形航线，其航带方向与测区的长度方向平行。
所述的航测方法中,所述测区沿宽度方向的中轴线设置有一带区，所述带区沿长度方向等分为多个布置区，每个布置区内设置有一个所述的预设充电点；
当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与所有预设充电点的距离，并以其中的最小距离来计算需耗电量。
所述的航测方法中,所述带区的宽度不大于测区长度的10%。
所述的航测方法中,所述预设电量阈值为满电量的50%。
所述的航测方法中,步骤C具体包括步骤：
C1.计算从上一次充电后至当前时间已经飞行的距离；
C2.根据所述已经飞行的距离和已消耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C3.根据所述平均耗电量和当前位置与预设充电点的距离计算需耗电量。
所述的航测方法中,步骤C还包括步骤：
C4.计算从最开始至当前的总飞行距离和总耗电量；
C5. 根据总飞行距离和总耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C6. 根据步骤C5得到平均耗电量和当前位置与预设充电点的距离计算需耗电量；
C7.以步骤C3和步骤C6得到的两个需耗电量中的最大值为有效的需耗电量。
所述的航测方法中,所述预设比例为80%。
一种航测装置，包括：
第一导航模块，用于获取飞行航线以使航测装置按行航线飞行进行测绘；
第一计算模块，用于在电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；
第二计算模块，用于计算飞行所述距离的需耗电量；
第二导航模块，用于在耗电量达到剩余电量的预设比例时，驱使航测装置飞往预设充电点；
第三导航模块，用于在充电后驱使航测装置返回返航起点。
一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行所述的航测方法。
有益效果：
本发明提供的航测方法、装置及电子设备，通过获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；计算飞行所述距离的需耗电量；当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘，以使电池的电量得到更充分的利用，减少返航次数，从而节省时间，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明提供的航测方法的流程图。
图2为本发明提供的航测方法中，测区和航线的示意图。
图3为本发明提供的航测方法中，带区的示意图。
图4为本发明提供的航测装置的结构示意图。
图5为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-3，本发明提供的一种航测方法，应用于航测飞机，包括步骤：
A.获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘。
对于矩形测区1，通常地，见图2，该飞行航线2为蛇形航线（图中的虚线），其航带方向与测区1的长度方向平行。其中航带是指蛇形航线中相接的两段线段中较长的直线线段。
以图2为例，左右方向为测区1的长度方向，航测飞机从起飞点O开设，先沿长度方向朝左飞行（即沿一个航带飞行），然后朝下飞行，接着沿长度方向朝右飞行（即沿下一个航带飞行），然后朝下飞行，再沿长度方向朝左飞行（即沿下一个航带飞行），如此循环。由于从一个航带转入另一个航带的转弯过程中，航测飞机通常会经历减速、转弯、加速的过程，比较耗费时间，因此，使航带与测区1的长度方向平行，可减速转弯的次数，从而可提高效率。
飞行航线的高度通常取决于航测仪的分辨率、航测仪的测绘视角大小和需要达到的测量精度；分辨率越高，高度可以设置得越高；测绘视角越大，可以设置的高度越低；需要达到的测量精度越高，可以设置的高度越低；因此飞行航线中的飞行高度是综合考虑航测仪的分辨率、航测仪的测绘视角大小和需要达到的测量精度进行规划的。
其中，相邻的航带之间的距离又与飞行高度有关，相邻的航带之间的距离最大不能超过航测仪的测量宽度，以保证测绘范围覆盖整个测区，而在满足测量精度的前提下，飞行高度越高，航测仪的测量宽度越大。
一般地，以矩形测区1的一个角所在位置为起飞点O，如果当地没有合适的场地作为起飞点，则沿矩形测区1的边界找寻合适的起飞点A，当航测飞机起飞后，先飞往最接近的测区1的角点，再以该角点为起点做蛇形飞行。
B.当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离。
在一些实施方式中，预设电量阈值为满电量的50%，但不限于此。
C.计算飞行距离的需耗电量。
预设充电点3可以设置一个或多个，具体根据测区1的大小进行设置。
在一些优选的实时方式中，见图3，测区1沿宽度方向的中轴线设置有一带区4，带区4沿长度方向等分为多个布置区4.1，每个布置区4.1内设置有一个的预设充电点3；当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与所有预设充电点的距离，并以其中的最小距离来计算需耗电量。最优的，所有预设充电点3在测区1中轴线行等间隔排布，但是由于当地不一定具有合适设置预设充电点3的地方，因此可在其相邻区域的合适位置设置预设充电点3，该相邻区域即布置区4.1。
通常地，该带区4的宽度H不大于测区1长度L的10%。
该步骤C具体包括步骤：
C1.计算从上一次充电后至当前时间已经飞行的距离；例如可通过航测飞机上的加速度传感器测量其加速度，然后经过两次积分可得到飞行距离；
C2.根据上述已经飞行的距离和已消耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C3.根据平均耗电量和当前位置与预设充电点的距离计算需耗电量。
由于电池随着充放电次数的增加，其总电量是会逐渐减小的，此处先计算最近的单位距离的平均耗电量，在根据该单位距离的平均耗电量来对需耗电量进行估算，估算结果更加准确。
在一些优选的实施方式中，步骤C还包括步骤：
C4.计算从最开始至当前的总飞行距离和总耗电量；
C5.根据总飞行距离和总耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C6.根据步骤C5得到平均耗电量和当前位置与预设充电点3的距离（当预设充电点3设置有多个时，指与最接近的预设充电点3的距离）计算需耗电量；
C7.以步骤C3和步骤C6得到的两个需耗电量中的最大值为有效的需耗电量。
由于飞行过程中可能会有风，飞行过程可能有时顺风飞行，有时逆风飞行，在两种情况下航测飞机的实际平均耗电量会相差比较大，因此以步骤C2平均耗电量来计算需耗电量，得到的结果可能比实际的需耗电量小，从而导致飞机还没到达充点电即没电；此处，以总飞行距离和总耗电量来计算的平均耗电量，是综合了风力影响的综合平均值，以此计算的需耗电量也就综合了风力影响，更加准确；进而用两者的较大值作为有效的需耗电量，更加保险，安全性更高。
D.当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点。
在一些实施方式中，该预设比例为80%，即当需耗电量达到当前剩余电量的80%时，即飞往预设充电点进行充电，但不限以此。设置小于100%的预设比例，更加保险，避免因为计算误差而导致电量不足以飞往预设充电点。
E.充电后返回返航起点并按飞行航线2继续飞行进行测绘。
上升的返航是指飞往预设充电点的过程，返航起点是指该过程的起点位置。
一般地，可按照返航的飞行路线原路返回到返航起点。
由上可知，上述的航测方法通过获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；计算飞行所述距离的需耗电量；当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘，以使电池的电量得到更充分的利用，减少返航次数，从而节省时间，提高工作效率。
请参阅图4，本发明还提供一种航测装置，包括第一导航模块5、第一计算模块6、第二计算模块7、第二导航模块8、第三导航模块9；
其中，第一导航模块5用于获取飞行航线以使航测装置按行航线飞行进行测绘；
其中，第一计算模块6用于在电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；
其中，第二计算模块7用于计算飞行距离的需耗电量；
其中，第二导航模块8用于在耗电量达到剩余电量的预设比例时，驱使航测装置飞往预设充电点；
其中，第三导航模块9用于在充电后驱使航测装置返回返航起点。
由上可知，上述的航测装置通过获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；计算飞行所述距离的需耗电量；当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘，以使电池的电量得到更充分的利用，减少返航次数，从而节省时间，提高工作效率。
请参阅图5，本发明还提供一种电子设备100，包括处理器101和存储器102，所述存储器102中存储有计算机程序，所述处理器101通过调用所述存储器102中存储的所述计算机程序，用于执行上述的航测方法。
其中，处理器101与存储器102电性连接。处理器101是电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或调用存储在存储器102内的计算机程序，以及调用存储在存储器102内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。
存储器102可用于存储计算机程序和数据。存储器102存储的计算机程序中包含有可在处理器中执行的指令。计算机程序可以组成各种功能模块。处理器101通过调用存储在存储器102的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。
在本实施例中，电子设备100中的处理器101会按照如下的步骤，将一个或一个以上的计算机程序的进程对应的指令加载到存储器102中，并由处理器101来运行存储在存储器102中的计算机程序，从而实现各种功能。
由上可知，上述的电子设备，通过获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；计算飞行所述距离的需耗电量；当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘，以使电池的电量得到更充分的利用，减少返航次数，从而节省时间，提高工作效率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，其方案与本发明实质上相同。
Claims (10)
1.一种航测方法，应用于航测飞机，其特征在于，包括步骤：
A.获取飞行航线，并按飞行航线飞行进行测绘；
B.当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；
C.计算飞行所述距离的需耗电量；
D.当需耗电量达到剩余电量的预设比例时，飞往预设充电点；
E.充电后返回返航起点并按所述飞行航线继续飞行进行测绘。
2.根据权利要求1所述的航测方法，其特征在于,所述飞行航线为蛇形航线，其航带方向与测区的长度方向平行。
3.根据权利要求2所述的航测方法，其特征在于,所述测区沿宽度方向的中轴线设置有一带区，所述带区沿长度方向等分为多个布置区，每个布置区内设置有一个所述的预设充电点；
当电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与所有预设充电点的距离，并以其中的最小距离来计算需耗电量。
4.根据权利要求3所述的航测方法，其特征在于,所述带区的宽度不大于测区长度的10%。
5.根据权利要求1所述的航测方法，其特征在于,所述预设电量阈值为满电量的50%。
6.根据权利要求1所述的航测方法，其特征在于,步骤C具体包括步骤：
C1.计算从上一次充电后至当前时间已经飞行的距离；
C2.根据所述已经飞行的距离和已消耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C3.根据所述平均耗电量和当前位置与预设充电点的距离计算需耗电量。
7.根据权利要求6所述的航测方法，其特征在于, 步骤C还包括步骤：
C4.计算从最开始至当前的总飞行距离和总耗电量；
C5. 根据总飞行距离和总耗电量计算单位距离的平均耗电量；
C6. 根据步骤C5得到平均耗电量和当前位置与预设充电点的距离计算需耗电量；
C7.以步骤C3和步骤C6得到的两个需耗电量中的最大值为有效的需耗电量。
8.根据权利要求1所述的航测方法，其特征在于,所述预设比例为80%。
9.一种航测装置，其特征在于，包括：
第一导航模块，用于获取飞行航线以使航测装置按行航线飞行进行测绘；
第一计算模块，用于在电量降至预设电量阈值时，计算当前位置与预设充电点的距离；
第二计算模块，用于计算飞行所述距离的需耗电量；
第二导航模块，用于在耗电量达到剩余电量的预设比例时，驱使航测装置飞往预设充电点；
第三导航模块，用于在充电后驱使航测装置返回返航起点。
10.一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行权利要求1-8任一项所述的航测方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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