CN111268155A - 一种用于地理测绘的信息采集装置及采集方法 - Google Patents

一种用于地理测绘的信息采集装置及采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于地理测绘的信息采集装置及采集方法。用于地理测绘的信息采集装置，包括通过无线通信的无人机部分和遥控显示部分；无人机部分包括机身，机身的顶部设置有可转动的螺旋桨，机身的底部安装有起落架，机身的下表面位于前端位置处嵌入设置有数码镜头，且机身的尾部通过尾杆连接有旋翼，尾杆的两侧设置有平衡机翼，且尾杆的外侧对应平衡机翼的下方位置处均设置有与其相配合的机翼调节机构。本发明效性强，精准度高，同时降低了测绘人员的劳动强度，提高了数据采集的效率，飞行的更加平稳，提高了拍摄画面的清晰度，解决了因气流导致强烈抖动，对拍摄画面造成影响的问题。

Description

一种用于地理测绘的信息采集装置及采集方法
技术领域
本发明涉及地理测绘技术领域，尤其涉及一种用于地理测绘的信息采集装置及采集方法。
背景技术
地理信息是反映地理系统及其相关因素的集合体，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，地理测绘工具常见为测距轮、测距仪。
但是目前采用测距轮以及测距仪测绘时，需要一段一段距离的测量，最后在综合测量的数据，不仅增加了测绘人员的劳动强度，且效率低，精度差。因此，急需一种方案，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有技术中存在的上述不足之处。
第一方面，本发明提供一种用于地理测绘的信息采集装置，包括通过无线通信的无人机部分和遥控显示部分；无人机部分包括机身，机身的顶部设置有可转动的螺旋桨，机身的底部安装有起落架，机身的下表面位于前端位置处嵌入设置有数码镜头，且机身的尾部通过尾杆连接有旋翼，尾杆的两侧设置有平衡机翼，且尾杆的外侧对应平衡机翼的下方位置处均设置有与其相配合的机翼调节机构。
在一个可能的实施方式中，遥控显示部分包括遥控壳体，遥控壳体的上表面设有设置按键，且遥控壳体的上表面位于设置按键的后侧位置处嵌入设置有两个操控杆，遥控壳体的后侧通过两个支杆支撑有显示屏，显示屏的后侧设置有两个用于收发信号的信号天线，且显示屏的一侧插设有存储盘，显示屏的另一侧设置有图像处理器。
在一个可能的实施方式中，机翼调节机构包括与尾杆外侧固定的固定盘，固定盘的前表面位于中心位置处设置有第一齿轮，且固定盘与第一齿轮之间通过转杆转动相连，第一齿轮的外侧啮合连接有第二齿轮，第二齿轮的前表面位于中心位置处固定连接有固定杆，固定杆与转杆之间设置有间距杆，间距杆的两端均固定有分别与转杆和固定杆套接的套环，固定杆的外部套接有活动杆，活动杆的端部转动连接有与平衡机翼固定相连的连接件。
在一个可能的实施方式中，尾杆的内部对应转杆的位置处安装有微型伺服电机，微型伺服电机的传动端贯穿平衡机翼和固定盘与第一齿轮固定相连。
在一个可能的实施方式中，平衡机翼的中段与尾杆之间通过转轴转动相连。
第二方面，本发明提供一种用于地理测绘的采集方法，应用于如第一方面任一的用于地理测绘的信息采集装置，包括以下步骤：S1，拍摄前先检查无人机的电量是否充足，同时接通电源检测无人机的控制系统和机械传动部件，确保各项功能的正常；S2，通过设置按键对航拍时的各项参数进行设定；S3，通过操控杆控制无人机升空并行驶至航线的首发点，数码镜头进入拍摄状态，无人机沿航线进行拍摄直至到达航线的末端，旋偏角一般不大于15度，在确保航向、旁向重叠度仍能符合规范要求的前提下，个别旋偏角最大不超过25°；S4，数码镜头在拍摄的同时将影像，旋偏角、重叠度以及航线弯曲度通过无线发送给图像处理器，图像处理器经过图像转换处理后由显示屏显示出来，存储盘用于记录存储转换后的图像数据，以便于后其通过DEM和DOM制作生成需要的测绘图案。
在一个可能的实施方式中，步骤S2中的参数包括比例尺、分辨率和坐标系，比例尺采用1：2000，航摄数字影像的地面分辨率采用0.20米，坐标系采用CGCS2000。
本发明通过空中拍摄，局限性低、影像数据时效性强，根据航线对拍摄区域进行拍摄，精准度高，同时降低了测绘人员的劳动强度，提高了数据采集的效率，机翼调节机构可以调节平衡机翼的角度，为无人机操控带来方便，使其在转向或气流下，飞行的更加平稳，提高了拍摄画面的清晰度，解决了因气流导致强烈抖动，对拍摄画面造成影响的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于地理测绘的信息采集装置的结构示意图；
图2为无人机部分的仰视图；
图3为机翼调节机构的结构示意图；
图4为用于地理测绘的信息方法的步骤图；
附图标记说明：
1-起落架；2-机身；3-螺旋桨；4-尾杆；5-旋翼；6-平衡机翼；7-信号天线；8-存储盘；9-操控杆；10-设置按键；11-遥控壳体；12-数码镜头；13-机翼调节机构；131-固定盘；132-转杆；133-第一齿轮；134-间距杆；135-第二齿轮；136-固定杆；137-活动杆；138-连接件；139-套环；14-显示屏；15-图像处理器。
具体实施方式
本发明的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-3，本发明实施例提供一种用于地理测绘的信息采集装置，包括通过无线通信的无人机部分和遥控显示部分。
无人机部分包括机身2，机身2的顶部设置有可转动的螺旋桨3，机身2的底部安装有起落架1，机身2的下表面位于前端位置处嵌入设置有数码镜头12，且机身2的尾部通过尾杆4连接有旋翼5，尾杆4的两侧设置有平衡机翼6，且尾杆4的外侧对应平衡机翼6的下方位置处均设置有与其相配合的机翼调节机构13。
遥控显示部分包括遥控壳体11，遥控壳体11的上表面嵌入设置有设置按键10，且遥控壳体11的上表面位于设置按键10的后侧位置处嵌入设置有两个操控杆9，遥控壳体11的后侧通过两个支杆支撑有显示屏14，显示屏14的后侧设置有两个用于收发信号的信号天线7，且显示屏14的一侧插设有存储盘8，显示屏14的另一侧设置有图像处理器15。
在一个示例中，机翼调节机构13包括与尾杆4外侧固定的固定盘131，固定盘131的前表面位于中心位置处设置有第一齿轮133，且固定盘131与第一齿轮133之间通过转杆132转动相连，第一齿轮133的外侧啮合连接有第二齿轮135，第二齿轮135的前表面位于中心位置处固定连接有固定杆136，固定杆136与转杆132之间设置有间距杆134，间距杆134的两端均固定有分别与转杆132和固定杆136套接的套环139，固定杆136的外部套接有活动杆137，活动杆137的端部转动连接有与平衡机翼6固定相连的连接件138，尾杆4的内部对应转杆132的位置处安装有微型伺服电机，微型伺服电机的传动端贯穿平衡机翼6和固定盘131与第一齿轮133固定相连，在转弯或遇见气流时，通过设置按键10利用无线传输的方式控制微型伺服电机运转，微型伺服电机运转后带动第一齿轮133旋转，与其啮合相连的第二齿轮135在齿牙的带动下会沿第一齿轮133的外侧作圆周运动，当第二齿轮135旋转至第一齿轮133的上方位置时，此时第二齿轮135与平衡机翼6的距离最近，在活动杆137的作用下将平衡机翼6的一端顶起，平衡机翼6的中段与尾杆4之间通过转轴转动相连，因此一端顶起后另一端会向下倾斜，类似于跷跷板结构原理，反之，第二齿轮135转动至第一齿轮133的下方位置时，此时与平衡机翼6的距离最大，在活动杆137的牵扯下平衡机翼6与其相连的一端下移，另一端上升，从而可以适用于不同气流，为无人机操控带来方便，使其在转向或气流下，飞行的更加平稳，提高了拍摄画面的清晰度，解决了因气流导致强烈抖动，对拍摄画面造成影响的问题。尾杆4的两边都能单独控制机翼调节机构13，控制的调节结构工作方式采用跷跷板形态，同时控制结构的驱动装置可以采用电机，两个电机可以同步控制，也可以单独控制，根据实际的飞行需要，可以同步控制保持两个机翼的方向一致，也可以单独控制某一侧的机翼调节机构13。
本发明实施例还提供一种用于地理测绘的信息采集方法，如图4，包括以下步骤：
S1，拍摄前先检查无人机的电量是否充足，同时接通电源检测无人机的控制系统和机械传动部件，确保各项功能的正常。
S2，通过设置按键10对航拍时的各项参数进行设定。
S3，通过操控杆9控制无人机升空并行驶至航线的首发点，数码镜头12进入拍摄状态，无人机沿航线进行拍摄直至到达航线的末端，旋偏角一般不大于15度，在确保航向、旁向重叠度仍能符合规范要求的前提下，个别旋偏角最大不超过25°。
S4，数码镜头12在拍摄的同时将影像，旋偏角、重叠度以及航线弯曲度通过无线发送给图像处理器15，图像处理器15经过图像转换处理后由显示屏14显示出来，存储盘8用于记录存储转换后的图像数据，以便于后其通过DEM和DOM制作生成需要的测绘图案。
在一个示例中，步骤S2中的参数包括比例尺、分辨率和坐标系，比例尺采用1：2000，航摄数字影像的地面分辨率采用0.20米，坐标系采用CGCS2000。
在一个示例中，步骤S3中的航线按常规方法敷设，平行于摄区边界线的首未航线敷设在摄区边界线上或边界线外，确保摄区边界实际覆盖不少于像幅的30％，在便于施测像片控制点及不影响内业正常加密时，旁向超出摄区边界线不少于像幅的15％，可视为合格，考虑飞行中航线及姿态的保持情况，要相应地增加旁向重叠率。
在一个示例中，在高差特别大的地区，可以插补航线，分区边界覆盖应满足分区间各自满幅的要求。
表1为上述实施例采集到的数据
表1
Figure BDA0002384349910000061
综上所述：本发明通过空中拍摄，局限性低、影像数据时效性强，根据航线对拍摄区域进行拍摄，精准度高，同时降低了测绘人员的劳动强度，提高了数据采集的效率，机翼调节机构可以调节平衡机翼的角度，为无人机操控带来方便，使其在转向或气流下，飞行的更加平稳，提高了拍摄画面的清晰度，解决了因气流导致强烈抖动，对拍摄画面造成影响的问题。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于，包括通过无线通信的无人机部分和遥控显示部分；
无人机部分包括机身(2)，机身(2)的顶部设置有可转动的螺旋桨(3)，机身(2)的底部安装有起落架(1)，机身(2)的下表面位于前端位置处嵌入设置有数码镜头(12)，且机身(2)的尾部通过尾杆(4)连接有旋翼(5)，尾杆(4)的两侧设置有平衡机翼(6)，且尾杆(4)的外侧对应平衡机翼(6)的下方位置处均设置有与其相配合的机翼调节机构(13)。
2.根据权利要求1所述的用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于，所述遥控显示部分包括遥控壳体(11)，遥控壳体(11)的上表面设有设置按键(10)，且遥控壳体(11)的上表面位于设置按键(10)的后侧位置处嵌入设置有两个操控杆(9)，遥控壳体(11)的后侧通过两个支杆支撑有显示屏(14)，显示屏(14)的后侧设置有两个用于收发信号的信号天线(7)，且显示屏(14)的一侧插设有存储盘(8)，显示屏(14)的另一侧设置有图像处理器(15)。
3.根据权利要求1所述的用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于，所述机翼调节机构(13)包括与尾杆(4)外侧固定的固定盘(131)，固定盘(131)的前表面位于中心位置处设置有第一齿轮(133)，且固定盘(131)与第一齿轮(133)之间通过转杆(132)转动相连，第一齿轮(133)的外侧啮合连接有第二齿轮(135)，第二齿轮(135)的前表面位于中心位置处固定连接有固定杆(136)，固定杆(136)与转杆(132)之间设置有间距杆(134)，间距杆(134)的两端均固定有分别与转杆(132)和固定杆(136)套接的套环(139)，固定杆(136)的外部套接有活动杆(137)，活动杆(137)的端部转动连接有与平衡机翼(6)固定相连的连接件(138)。
4.根据权利要求1所述的用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于，所述尾杆(4)的内部对应转杆(132)的位置处安装有微型伺服电机，微型伺服电机的传动端贯穿平衡机翼(6)和固定盘(131)与第一齿轮(133)固定相连。
5.根据权利要求1所述的用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于所述平衡机翼(6)的中段与尾杆(4)之间通过转轴转动相连。
6.一种用于地理测绘的采集方法，应用于如权利要求1-5任一所述的用于地理测绘的信息采集装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1，拍摄前先检查无人机的电量是否充足，同时接通电源检测无人机的控制系统和机械传动部件，确保各项功能的正常；
S2，通过设置按键(10)对航拍时的各项参数进行设定；
S3，通过操控杆(9)控制无人机升空并行驶至航线的首发点，数码镜头(12)进入拍摄状态，无人机沿航线进行拍摄直至到达航线的末端，旋偏角不大于15度，在确保航向、旁向重叠度仍能符合规范要求的前提下，个别旋偏角最大不超过25°；
S4，数码镜头(12)在拍摄的同时将影像，旋偏角、重叠度以及航线弯曲度通过无线发送给图像处理器(15)，图像处理器(15)经过图像转换处理后由显示屏(14)显示出来，存储盘(8)用于记录存储转换后的图像数据，以便于后其通过DEM和DOM制作生成需要的测绘图案。
7.根据权利要求6所述的用于地理测绘的信息采集装置及采集方法，其特征在于，所述步骤S2中的参数包括比例尺、分辨率和坐标系，比例尺采用1：2000，航摄数字影像的地面分辨率采用0.20米，坐标系采用CGCS2000。
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