CN113697122A - 一种基于bim无人机测绘装置及测绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法，涉及测绘工程技术领域。本发明包括机体、筒体和测绘机构，机体的底部从上到下依次设置有多个筒体，筒体内设置有测绘机构；筒体的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡槽，筒体的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡块，第一卡块与第一卡槽相配合，且相邻筒体的第一卡块与第一卡槽通过两个对称分布的螺栓锁紧。本发明通过设置多个筒体，使得该测绘装置能对不同方向的地形进行测绘，测绘的全面性更好，且机体、筒体和升降架之间可拼接，使得该测绘装置便于组装，解决了现有的测绘装置测绘方向单一，难以同时进行地貌的全面测量的问题。

Description

一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法

技术领域

本发明属于测绘工程技术领域，特别是涉及一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法。

背景技术

利用无人机作为机载激光雷达设备的载具，开展无人机低空激光雷达场区测绘工作，不仅能够有效提高测绘效率，而且获得的测绘成果信息化程度较高，能够同建筑信息模型(buildinginformationmodeling，BIM)技术相结合，BIM技术可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

经检索，公告号CN112977859A，公告日期2021-06-18公开了一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法，包括机架，所述机架的一侧表面两端均固定连接有支腿，所述机架的一侧表面两端固定连接有固定块，所述固定块的一侧表面固定安装有第一电机，所述第一电机的一侧表面转动安装有螺纹杆，所述螺纹杆的一端转动连接有固定块的一侧表面，所述螺纹杆的表面通过螺纹孔螺纹连接有U型架，所述U型架的一端表面滑动连接于机架的一侧表面，所述U型架的另一侧表面固定安装有第二电机，所述第二电机的轴端转动安装有BIM测绘摄像机，所述BIM测绘摄像机的一端位于U型架的一侧表面，所述BIM测绘摄像机的另一端固定安装有镜头，这样能够大大提高使用的便利性和稳定性，保证测绘效率和精确度。

该专利存在以下不足之处：

1.该测绘装置测绘方向单一，难以同时进行地貌的全面测量，且测量的精度也不够理想；

2.该测绘装置与无人机相固定，整体携带不便。

因此，现有的BIM测绘装置，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM无人机测绘装置及测绘方法，通过设置多个筒体，使得该测绘装置能对不同方向的地形进行测绘，测绘的全面性更好，且机体、筒体和升降架之间可拼接，使得该测绘装置便于组装，解决了现有的测绘装置测绘方向单一，难以同时进行地貌的全面测量的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于BIM无人机测绘装置，包括机体、筒体和测绘机构，所述机体的底部从上到下依次设置有多个筒体，所述筒体内设置有测绘机构；

所述筒体的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡槽，所述筒体的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡块，所述第一卡块与第一卡槽相配合，且相邻筒体的第一卡块与第一卡槽通过两个对称分布的螺栓锁紧，所述筒体的侧面设置有供测绘机构穿过的通孔；

所述测绘机构包括伸缩机构、横向角度调节机构、竖向角度调节机构和测绘设备，所述伸缩机构固定在筒体的内部底面上，所述伸缩机构上设置有横向角度调节机构，所述横向角度调节机构上设置有竖向角度调节机构，所述竖向角度调节机构上安装有测绘设备。

进一步地，所述伸缩机构包括支撑板、第一电动推杆和第一导轨，所述支撑板滑动设置在第一导轨上，所述支撑板的端部通过第一连接块与第一电动推杆的活动端固定连接，所述第一电动推杆和第一导轨均固定在筒体内。

进一步地，所述横向角度调节机构包括第二电动推杆、第一齿条、第二导轨、第一齿轮和箱体，所述第二电动推杆的活动端通过第二连接块与第一齿条的端部固定连接，所述第一齿条滑动设置在第二导轨上，且所述第一齿条与第一齿轮相啮合，所述第一齿轮固定在箱体上，所述第二电动推杆和第二导轨均固定在支撑板的顶部。

进一步地，所述箱体的底面上设置有弧形滑轨，所述弧形滑轨与弧形滑槽滑动配合，所述弧形滑槽设置在支撑板的顶面上。

进一步地，所述竖向角度调节机构包括第三电动推杆、第二齿条、第二齿轮和转动架，所述第三电动推杆的活动端通过第三连接块与第二齿条的端部固定连接，所述第二齿条与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮固定在转动架的一端，所述转动架通过销轴与箱体铰接，所述第三电动推杆固定在箱体内。

进一步地，所述竖向角度调节机构还包括夹紧板和锁紧螺杆，所述转动架的另一端空腔内安装有测绘设备，所述测绘设备通过夹紧板夹紧，所述夹紧板通过锁紧螺杆锁紧。

进一步地，所述机体的底部固定有控制盒体，所述控制盒体的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡块，所述第二卡块与最上方筒体的第一卡槽相配合，且控制盒体与最上方筒体之间通过两个对称分布的螺栓锁紧。

进一步地，还包括升降架，所述升降架包括底安装板和两个支撑脚，两个所述支撑脚对称设置在底安装板的两侧，所述底安装板的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡槽，所述第二卡槽与最下方筒体的第一卡块相配合，且底安装板与最下方筒体之间通过两个对称分布的螺栓锁紧。

进一步地，所述测绘设备设置为激光扫描仪、电磁波测距仪、数码相机或其他一些设备中的一种或几种，具体可基于现场实际状况及需要测绘的具体数据，加以选择。

本发明亦提供一种基于BIM无人机测绘装置的测绘方法，包括以下步骤：

S1：测区勘察，并确定飞行航线；

S2：基于现场实际状况及需要测绘的具体数据，选择合适数量的筒体进行拼装，并确定各个筒体的方位，选择搭载合适的测绘设备，并将测绘设备固定安装好；

S3：将多个筒体与升降架、机体组装好；

S4：启动机体，通过机体带动筒体上升，通过伸缩机构带动测绘设备伸出，通过测绘设备进行测绘，测绘过程中，通过横向角度调节机构调节测绘设备的水平方向角度，通过竖向角度调节机构调节测绘设备的竖直方向角度，全方位对该区域进行测绘，并将数据导入云端；

S5：通过BIM软件进行分析，方便工程师快速开展场区规划设计。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设置多个筒体，且筒体之间可通过第一卡槽、第一卡块、螺栓的配合相互拼接，使得该测绘装置能对不同方向的地形进行测绘，测绘的全面性更好，可基于现场实际状况及需要测绘的具体数据，自由选择合适数量的测绘机构，自由确定测绘机构的方位。

2、本发明通过设置第二卡块、第一卡槽、第一卡块和第二卡槽，使得机体、筒体和升降架之间可拼接，从而使得该测绘装置便于组装，故当不使用时，可将其拆解，从而便于携带。

3、本发明通过设置伸缩机构、横向角度调节机构和竖向角度调节机构，使得测绘设备在测绘时，可进行小范围的水平或竖直方向角度的调节，从而使得测绘更加方便，全面性更好，且在测绘设备不使用时，可通过伸缩机构将其缩回筒体内，避免损坏，在测绘设备使用时，可通过伸缩机构将其伸出筒体，方便测绘设备的测绘。

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他的附图。

图1为本发明的整体结构外观示意图；

图2为本发明的筒体结构示意图；

图3为本发明的测绘机构结构示意图；

图4为本发明的测绘机构爆炸示意图；

图5为本发明的伸缩机构结构示意图；

图6为本发明的横向角度调节机构结构示意图；

图7为本发明的竖向角度调节机构结构示意图；

图8为本发明的机体结构示意图；

图9为本发明的升降架结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、机体；2、筒体；3、测绘机构；4、升降架；5、螺栓；11、控制盒体；12、第二卡块；21、第一卡槽；22、第一卡块；23、通孔；31、伸缩机构；32、横向角度调节机构；33、竖向角度调节机构；34、测绘设备；41、底安装板；42、支撑脚；43、第二卡槽；311、支撑板；312、第一电动推杆；313、第一连接块；314、第一导轨；315、弧形滑槽；321、第二电动推杆；322、第二连接块；323、第一齿条；324、第二导轨；325、第一齿轮；326、箱体；327、弧形滑轨；331、第三电动推杆；332、第三连接块；333、第二齿条；334、第二齿轮；335、转动架；336、销轴；337、夹紧板；338、锁紧螺杆。

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。

请参阅图1所示，本发明为一种基于BIM无人机测绘装置，包括机体1、筒体2和测绘机构3，机体1的底部从上到下依次设置有多个筒体2，筒体2内设置有测绘机构3。

其中如图2所示，筒体2的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡槽21，筒体2的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡块22，第一卡块22与第一卡槽21相配合，且相邻筒体2的第一卡块22与第一卡槽21通过两个对称分布的螺栓5锁紧，筒体2的侧面设置有供测绘机构3穿过的通孔23。

其中如图3-4所示，测绘机构3包括伸缩机构31、横向角度调节机构32、竖向角度调节机构33和测绘设备34，伸缩机构31固定在筒体2的内部底面上，伸缩机构31上设置有横向角度调节机构32，横向角度调节机构32上设置有竖向角度调节机构33，竖向角度调节机构33上安装有测绘设备34，测绘设备34设置为激光扫描仪、电磁波测距仪、数码相机或其他一些设备中的一种或几种。

其中如图5所示，伸缩机构31包括支撑板311、第一电动推杆312和第一导轨314，支撑板311滑动设置在第一导轨314上，支撑板311的端部通过第一连接块313与第一电动推杆312的活动端固定连接，第一电动推杆312和第一导轨314均固定在筒体2内。

伸缩机构31具体使用时，地面人员通过遥控设备启动第一电动推杆312，第一电动推杆312带动支撑板311沿着第一导轨314移动，支撑板311带动其上的横向角度调节机构32、竖向角度调节机构33、测绘设备34移动，从而将测绘设备34移出筒体2，方便测绘设备34的测绘。

其中如图6所示，横向角度调节机构32包括第二电动推杆321、第一齿条323、第二导轨324、第一齿轮325和箱体326，第二电动推杆321的活动端通过第二连接块322与第一齿条323的端部固定连接，第一齿条323滑动设置在第二导轨324上，且第一齿条323与第一齿轮325相啮合，第一齿轮325固定在箱体326上，第二电动推杆321和第二导轨324均固定在支撑板311的顶部，箱体326的底面上设置有弧形滑轨327，弧形滑轨327与弧形滑槽315滑动配合，弧形滑槽315设置在支撑板311的顶面上。

横向角度调节机构32具体使用时，地面人员通过遥控设备启动第二电动推杆321，第二电动推杆321带动第一齿条323沿着第二导轨324移动，第一齿条323带动第一齿轮325转动，第一齿轮325带动箱体326沿着弧形滑槽315转动，箱体326带动竖向角度调节机构33、测绘设备34转动，从而实现测绘设备34水平方向角度的调节。

其中如图7所示，竖向角度调节机构33包括第三电动推杆331、第二齿条333、第二齿轮334和转动架335，第三电动推杆331的活动端通过第三连接块332与第二齿条333的端部固定连接，第二齿条333与第二齿轮334相啮合，第二齿轮334固定在转动架335的一端，转动架335通过销轴336与箱体326铰接，第三电动推杆331固定在箱体326内，竖向角度调节机构33还包括夹紧板337和锁紧螺杆338，转动架335的另一端空腔内安装有测绘设备34，测绘设备34通过夹紧板337夹紧，夹紧板337通过锁紧螺杆338锁紧。

竖向角度调节机构33具体使用时，将测绘设备34安装至转动架335的空腔中，并转动锁紧螺杆338，通过夹紧板337将测绘设备34锁紧，在无人机飞行过程中，地面人员通过遥控设备启动第三电动推杆331，第三电动推杆331带动第二齿条333移动，第二齿条333带动第二齿轮334转动，第二齿轮334带动转动架335转动，转动架335带动测绘设备34转动，从而实现测绘设备34竖直方向角度的调节。

其中如图8所示，机体1的底部固定有控制盒体11，控制盒体11的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡块12，第二卡块12与最上方筒体2的第一卡槽21相配合，且控制盒体11与最上方筒体2之间通过两个对称分布的螺栓5锁紧。

其中如图9所示，还包括升降架4，升降架4包括底安装板41和两个支撑脚42，两个支撑脚42对称设置在底安装板41的两侧，底安装板41的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡槽43，第二卡槽43与最下方筒体2的第一卡块22相配合，且底安装板41与最下方筒体2之间通过两个对称分布的螺栓5锁紧。

整个测绘装置组装时，首先将最下方筒体2的第一卡块22插入至升降架4的第二卡槽43内，并通过两个螺栓5锁紧，然后将上方筒体2的第一卡块22插入下方筒体2的第一卡槽21内，并通过两个螺栓5锁紧，将多个筒体2拼接在一起，最后将控制盒体11的第二卡块12插入最上方筒体2的第一卡槽21内，并通过两个螺栓5锁紧，即可完成整个组装过程。

本发明亦提供一种基于BIM无人机测绘装置的测绘方法，包括以下步骤：

S1：测区勘察，并确定飞行航线；

S2：基于现场实际状况及需要测绘的具体数据，选择合适数量的筒体2进行拼装，并确定各个筒体2的方位，选择搭载合适的测绘设备34，并将测绘设备34固定安装好；

S3：将多个筒体2与升降架4、机体1组装好；

S4：启动机体1，通过机体1带动筒体2上升，通过伸缩机构31带动测绘设备34伸出，通过测绘设备34进行测绘，测绘过程中，通过横向角度调节机构32调节测绘设备34的水平方向角度，通过竖向角度调节机构33调节测绘设备34的竖直方向角度，全方位对该区域进行测绘，并将数据导入云端；

S5：通过BIM软件进行分析，方便工程师快速开展场区规划设计。

以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于BIM无人机测绘装置，包括机体(1)、筒体(2)和测绘机构(3)，其特征在于：所述机体(1)的底部从上到下依次设置有多个筒体(2)，所述筒体(2)内设置有测绘机构(3)；

所述筒体(2)的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡槽(21)，所述筒体(2)的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第一卡块(22)，所述第一卡块(22)与第一卡槽(21)相配合，且相邻筒体(2)的第一卡块(22)与第一卡槽(21)通过两个对称分布的螺栓(5)锁紧，所述筒体(2)的侧面设置有供测绘机构(3)穿过的通孔(23)；

所述测绘机构(3)包括伸缩机构(31)、横向角度调节机构(32)、竖向角度调节机构(33)和测绘设备(34)，所述伸缩机构(31)固定在筒体(2)的内部底面上，所述伸缩机构(31)上设置有横向角度调节机构(32)，所述横向角度调节机构(32)上设置有竖向角度调节机构(33)，所述竖向角度调节机构(33)上安装有测绘设备(34)。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述伸缩机构(31)包括支撑板(311)、第一电动推杆(312)和第一导轨(314)，所述支撑板(311)滑动设置在第一导轨(314)上，所述支撑板(311)的端部通过第一连接块(313)与第一电动推杆(312)的活动端固定连接，所述第一电动推杆(312)和第一导轨(314)均固定在筒体(2)内。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述横向角度调节机构(32)包括第二电动推杆(321)、第一齿条(323)、第二导轨(324)、第一齿轮(325)和箱体(326)，所述第二电动推杆(321)的活动端通过第二连接块(322)与第一齿条(323)的端部固定连接，所述第一齿条(323)滑动设置在第二导轨(324)上，且所述第一齿条(323)与第一齿轮(325)相啮合，所述第一齿轮(325)固定在箱体(326)上，所述第二电动推杆(321)和第二导轨(324)均固定在支撑板(311)的顶部。

4.根据权利要求3所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述箱体(326)的底面上设置有弧形滑轨(327)，所述弧形滑轨(327)与弧形滑槽(315)滑动配合，所述弧形滑槽(315)设置在支撑板(311)的顶面上。

5.根据权利要求3所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述竖向角度调节机构(33)包括第三电动推杆(331)、第二齿条(333)、第二齿轮(334)和转动架(335)，所述第三电动推杆(331)的活动端通过第三连接块(332)与第二齿条(333)的端部固定连接，所述第二齿条(333)与第二齿轮(334)相啮合，所述第二齿轮(334)固定在转动架(335)的一端，所述转动架(335)通过销轴(336)与箱体(326)铰接，所述第三电动推杆(331)固定在箱体(326)内。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述竖向角度调节机构(33)还包括夹紧板(337)和锁紧螺杆(338)，所述转动架(335)的另一端空腔内安装有测绘设备(34)，所述测绘设备(34)通过夹紧板(337)夹紧，所述夹紧板(337)通过锁紧螺杆(338)锁紧。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述机体(1)的底部固定有控制盒体(11)，所述控制盒体(11)的底面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡块(12)，所述第二卡块(12)与最上方筒体(2)的第一卡槽(21)相配合，且控制盒体(11)与最上方筒体(2)之间通过两个对称分布的螺栓(5)锁紧。

8.根据权利要求1所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，还包括升降架(4)，所述升降架(4)包括底安装板(41)和两个支撑脚(42)，两个所述支撑脚(42)对称设置在底安装板(41)的两侧，所述底安装板(41)的顶面边缘处设置有多个沿圆周均匀分布的第二卡槽(43)，所述第二卡槽(43)与最下方筒体(2)的第一卡块(22)相配合，且底安装板(41)与最下方筒体(2)之间通过两个对称分布的螺栓(5)锁紧。

9.根据权利要求1所述的一种基于BIM无人机测绘装置，其特征在于，所述测绘设备(34)设置为激光扫描仪、电磁波测距仪、数码相机或其他一些设备中的一种或几种。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种基于BIM无人机测绘装置的测绘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：测区勘察，并确定飞行航线；

S2：基于现场实际状况及需要测绘的具体数据，选择合适数量的筒体(2)进行拼装，并确定各个筒体(2)的方位，选择搭载合适的测绘设备(34)，并将测绘设备(34)固定安装好；

S3：将多个筒体(2)与升降架(4)、机体(1)组装好；

S4：启动机体(1)，通过机体(1)带动筒体(2)上升，通过伸缩机构(31)带动测绘设备(34)伸出，通过测绘设备(34)进行测绘，测绘过程中，通过横向角度调节机构(32)调节测绘设备(34)的水平方向角度，通过竖向角度调节机构(33)调节测绘设备(34)的竖直方向角度，全方位对该区域进行测绘，并将数据导入云端；

S5：通过BIM软件进行分析，方便工程师快速开展场区规划设计。

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