CN114705171A - 三维地形测绘系统以及测绘方法 - Google Patents

三维地形测绘系统以及测绘方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供三维地形测绘系统以及测绘方法，涉及地形测绘技术领域。该三维地形测绘系统，包括车身，所述车身由车厢及设置在车厢顶部的车顶盖组成，所述车顶盖内壁设置有用于挂载地面测绘装置的插接孔。本发明，将飞行器收纳在充电筒中，通过第三保护盖保护，收纳的同时可以通过第一充电结构对飞行器进行充电，将测绘船收纳在充电盒中，通过第二充电结构对测绘船进行充电，收纳的同时进行充电，节约了单独充电的时间，以及通过太阳能板对锂电池包进行充电，使得整体续航能力大大增加，通过在车身插接孔上挂载地面测绘装置，配合测绘用的飞行器以及测绘船，可以应用于多种复杂的地形，多个测绘数据汇总后拟合，精度更高，误差少。

Description

三维地形测绘系统以及测绘方法
技术领域
本发明涉及地形测绘领域，具体为三维地形测绘系统以及测绘方法。
背景技术
随着科技的高速发展，人类活动对地图精确度、更新率的要求越来越高，小到生活出行、厂房建筑，大到城市规划、军事测绘，高精度的三维数字高程模型(DigitalElevation Model，简称DEM)数据获取成为测绘领域的关注热点。对于三维DEM数据获取工作，早期的测绘工作，一般都是由人工携带设备进行测绘，其可以获得最精确和最高分辨率的测绘数据，然而地面人工测绘也有其缺点：效率低，耗费大量的人力、时间成本，不适宜于大范围的测绘作业，于是发展出大量用于节约人力的动力驱动行走的测绘系统，但是纵观目前常见的这些测绘系统，从测量的手段以及续航情况来看，仍具有一定的局限性，有待于进一步提升。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了三维地形测绘系统以及测绘方法，解决了目前常见的地形测绘系统测绘手段单一、续航能力有限的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：三维地形测绘系统以及测绘方法，包括车身，所述车身由车厢及设置在车厢顶部的车顶盖组成，所述车顶盖内壁设置有用于挂载地面测绘装置的插接孔，所述车身前后两侧设置有用于行走的驱动架，所述驱动架内部设置有电机，所述驱动架外壁套设有履带，所述驱动架、电机由外部控制设备控制；转动连接在所述车身右侧壁的第一保护盖，所述车身右侧壁且位于第一保护盖内侧设置有控制面板；转动连接在所述车身右侧壁且位于第一保护盖后方的侧舱门；转动连接在所述车顶盖上壁的第三保护盖及两组第二保护盖，两组所述第二保护盖呈对开形式设置且均设置在第三保护盖右侧，所述第三保护盖与车顶盖之间通过第一磁铁、第二磁铁吸附；设置在所述车顶盖上壁且位于第三保护盖内部用于释放后从空中测绘地形的飞行器；设置在所述飞行器与车身之间用于向飞行器不使用状态下充电的第一充电结构，所述飞行器与车身之间还设置有用于确认充电方向的定位结构；固定连接在所述车厢内侧壁的两块隔板，两块隔板将车厢内部分割成前、中、后三个腔室，所述第一充电结构设置在中腔室左侧；通过滑动结构滑动连接在所述中腔室右侧的充电盒，所述充电盒内侧壁通过顶紧结构卡接有用于释放后从水面进行测绘地形的测绘船，所述测绘船与充电盒之间设置有用于向测绘船充电的第二充电结构；分别设置在所述前腔室、后腔室内且均靠近右侧壁的控制及存储总成以及通讯总成；设置在所述车身上用于确保持续供电的蓄电组件，所述蓄电组件与控制及存储总成、通讯总成、第一充电结构以及第二充电结构均电性连接；所述第二保护盖、第三保护盖以及侧舱门外壁均设置有把手。
优选的，所述蓄电组件包括四块太阳能板、两组锂电池包，两组所述锂电池包均固定连接在车厢内部且分别位于前腔室和后腔室，两组所述锂电池包分别位于控制及存储总成、通讯总成左侧，两组所述锂电池包上均设置有充电、放电控制保护电路，四块所述太阳能板分别设置在两组第二保护盖及车顶盖相对的一侧之间。
优选的，第一充电结构包括充电筒、两组第一导电柱、挡圈、第一弹簧以及第一充电孔，所述充电筒固定连接在车厢内侧下壁，所述充电筒远离车厢内侧下壁的一端贯穿车顶盖并与之固定连接，两组所述第一导电柱呈前后相对滑动连接在充电筒内壁，两组所述第一导电柱外壁均贯穿充电筒并同时向内外延伸，两组所述挡圈分别固定连接在两组第一导电柱外壁且均位于充电筒外侧，两组所述第一弹簧分别套设在两组第一导电柱外壁且均位于挡圈与隔板之间。
优选的，两组所述第一充电孔均设置在飞行器机身外壁且分别位于前后两侧，所述飞行器机身外壁与充电筒卡接时两组第一导电柱分别卡入两组第一充电孔并与之电连接。
优选的，所述定位结构包括定位凸起、定位槽，所述定位凸起设置在充电筒内侧左壁，所述定位槽设置在飞行器机身右侧壁且靠近下端位置，所述飞行器与充电筒卡接时通过定位凸起、定位槽进行定位。
优选的，所述滑动结构包括两组滑轨、滑条，两组所述滑轨均固定连接在车厢内侧下壁且分别靠近中腔室内侧前壁及内侧后壁，两组所述滑轨均设置在充电筒右侧，两组滑条分别滑动连接在两组滑轨相对的一侧，所述充电盒固定连接在两组滑条上壁且远离滑轨的一端。
优选的，所述第二充电结构包括两组第二导电柱、第二充电孔，两组所述第二充电孔设置在测绘船左端，所述充电盒内侧左壁设置有用于容纳测绘船充电的沉孔，两组所述第二导电柱均固定连接在充电盒左壁且位于沉孔内部，两组所述第二导电柱均贯穿充电盒左壁且均向左右两侧延伸。
优选的，所述顶紧结构包括弹簧套、第二弹簧，所述弹簧套固定连接在充电盒内侧右壁，所述第二弹簧套设在弹簧套内侧壁且位于测绘船与充电盒内侧右壁之间。
三维地形测绘系统的测绘方法，所述测绘方法包括如下步骤：
S1、根据现场地形选定测绘路线，将地面测绘装置通过插接孔挂载在车身上部，打开第三保护盖，取出飞行器，根据设定的测绘路线，通过外部控制控制车身挂载地面测绘装置前进进行测绘，同时释放飞行器从空中同步测绘，如待测绘地形中存在水域，则取出测绘船与飞行器同步进行测绘；
S2、车身挂载的地面测绘装置以及飞行器、测绘船采集到的信息均通过通讯总成传递到车厢内部控制及存储总成，并通过通讯总成向测绘基站传递；
S3、打开第二保护盖，通过太阳能板向锂电池包进行充电。
优选的，所述飞行器、测绘船工作结束后分别进入充电筒和充电盒通过锂电池包经第一充电结构、第二充电结构进行充电。
(三)有益效果
本发明提供了三维地形测绘系统以及测绘方法。具备以下有益效果：
1、将飞行器收纳在充电筒中，通过第三保护盖保护，收纳的同时可以通过第一充电结构对飞行器进行充电，将测绘船收纳在充电盒中，通过第二充电结构对测绘船进行充电，收纳的同时进行充电，节约了单独充电的时间，以及通过太阳能板对锂电池包进行充电，使得整体续航能力大大增加。
2、通过在车身插接孔上挂载地面测绘装置，配合测绘用的飞行器以及测绘船，可以应用于多种复杂的地形，多个测绘数据汇总后拟合，精度更高，误差少。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明飞行器取出以及充电盒拉出状态结构示意图；
图3为本发明第二保护盖打开状态结构俯视图；
图4为本发明车厢内部结构俯视图；
图5为本发明图4中A处的局部放大图；
图6为本发明飞行器机身外第一充电孔、定位槽结构示意图；
图7为本发明充电盒内部结构局部剖视图。
其中，1、车厢；2、驱动架；3、履带；4、第一保护盖；5、侧舱门；6、第二保护盖；7、把手；8、飞行器；9、第三保护盖；10、充电筒；11、第一磁铁；12、第二磁铁；13、控制面板；14、滑条；15、充电盒；16、测绘船；17、太阳能板；18、车顶盖；19、锂电池包；20、通讯总成；21、控制及存储总成；22、滑轨；23、隔板；24、第一导电柱；25、挡圈；26、第一弹簧；27、定位凸起；28、第一充电孔；29、定位槽；30、弹簧套；31、第二弹簧；32、第二导电柱；33、第二充电孔。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1到图7所示，本发明实施例提供三维地形测绘系统以及测绘方法，包括车身，车身由车厢1及设置在车厢1顶部的车顶盖18组成，车顶盖18内壁设置有用于挂载地面测绘装置的插接孔，车身前后两侧设置有用于行走的驱动架2，驱动架2内部设置有电机，驱动架2外壁套设有履带3，驱动架2、电机由外部控制设备控制；
转动连接在车身右侧壁的第一保护盖4，车身右侧壁且位于第一保护盖4内侧设置有控制面板13，控制面板13用于控制通讯总成20接收及发送数据；
转动连接在车身右侧壁且位于第一保护盖4后方的侧舱门5；
转动连接在车顶盖18上壁的第三保护盖9及两组第二保护盖6，两组第二保护盖6呈对开形式设置且均设置在第三保护盖9右侧，第三保护盖9与车顶盖18之间通过第一磁铁11、第二磁铁12吸附；设置在车顶盖18上壁且位于第三保护盖9内部用于释放后从空中测绘地形的飞行器8，飞行器8机身底部设置有市面常见的具备通讯能力的空中地形测绘装置；
设置在飞行器8与车身之间用于向飞行器8不使用状态下充电的第一充电结构，第一充电结构包括充电筒10、两组第一导电柱24、挡圈25、第一弹簧26以及第一充电孔28，充电筒10固定连接在车厢1内侧下壁，充电筒10远离车厢1内侧下壁的一端贯穿车顶盖18并与之固定连接，两组第一导电柱24呈前后相对滑动连接在充电筒10内壁，两组第一导电柱24外壁均贯穿充电筒10并同时向内外延伸，两组挡圈25分别固定连接在两组第一导电柱24外壁且均位于充电筒10外侧，两组第一弹簧26分别套设在两组第一导电柱24外壁且均位于挡圈25与隔板23之间，两组第一充电孔28均设置在飞行器8机身外壁且分别位于前后两侧，飞行器8机身外壁与充电筒10卡接时两组第一导电柱24分别卡入两组第一充电孔28并与之电连接，飞行器8插入充电筒10后，挤压开两组第一导电柱24，直到第一导电柱24被第一弹簧26挤入到第一充电孔28中，即起到固定作用，又能够充电保证后续的测绘任务。
飞行器8与车身之间还设置有用于确认充电方向的定位结构，定位结构包括定位凸起27、定位槽29，定位凸起27设置在充电筒10内侧左壁，定位槽29设置在飞行器8机身右侧壁且靠近下端位置，飞行器8与充电筒10卡接时通过定位凸起27、定位槽29进行定位，通过单边的定位槽29以及定位凸起27，使得飞行器8机身插入充电筒10时，不会插错方向。
固定连接在车厢1内侧壁的两块隔板23，两块隔板23将车厢1内部分割成前、中、后三个腔室，第一充电结构设置在中腔室左侧；
通过滑动结构滑动连接在中腔室右侧的充电盒15，充电盒15内侧壁通过顶紧结构卡接有用于释放后从水面进行测绘地形的测绘船16，滑动结构包括两组滑轨22、滑条14，两组滑轨22均固定连接在车厢1内侧下壁且分别靠近中腔室内侧前壁及内侧后壁，两组滑轨22均设置在充电筒10右侧，两组滑条14分别滑动连接在两组滑轨22相对的一侧，充电盒15固定连接在两组滑条14上壁且远离滑轨22的一端，打开侧舱门5，即可将充电盒15、滑条14沿着滑轨22向右拉出，方便取出测绘船16，顶紧结构包括弹簧套30、第二弹簧31，弹簧套30固定连接在充电盒15内侧右壁，第二弹簧31套设在弹簧套30内侧壁且位于测绘船16与充电盒15内侧右壁之间，顶紧结构用于充电式保持测绘船16的稳定。
测绘船16与充电盒15之间设置有用于向测绘船16充电的第二充电结构，第二充电结构包括两组第二导电柱32、第二充电孔33，两组第二充电孔33设置在测绘船16左端，充电盒15内侧左壁设置有用于容纳测绘船16充电的沉孔，两组第二导电柱32均固定连接在充电盒15左壁且位于沉孔内部，两组第二导电柱32均贯穿充电盒15左壁且均向左右两侧延伸，通过第二导电柱32和第二充电孔33对测绘船16进行充电。
分别设置在前腔室、后腔室内且均靠近右侧壁的控制及存储总成21以及通讯总成20，设置在车身上用于确保持续供电的蓄电组件，蓄电组件与控制及存储总成21、通讯总成20、第一充电结构以及第二充电结构均电性连接，第二保护盖6、第三保护盖9以及侧舱门5外壁均设置有把手7，蓄电组件包括四块太阳能板17、两组锂电池包19，两组锂电池包19均固定连接在车厢1内部且分别位于前腔室和后腔室，两组锂电池包19分别位于控制及存储总成21、通讯总成20左侧，两组锂电池包19上均设置有充电、放电控制保护电路，四块太阳能板17分别设置在两组第二保护盖6及车顶盖18相对的一侧之间，打开第二保护盖6后，四块太阳能板17在光线良好时为锂电池包19进行光电转换充电，提高了在野外作业续航能力。
三维地形测绘系统的测绘方法，测绘方法包括如下步骤：
S1、根据现场地形选定测绘路线，将地面测绘装置通过插接孔挂载在车身上部，打开第三保护盖9，取出飞行器8，根据设定的测绘路线，通过外部控制控制车身挂载地面测绘装置前进进行测绘，同时释放飞行器8从空中同步测绘，如待测绘地形中存在水域，则取出测绘船16与飞行器8同步进行测绘；
S2、车身挂载的地面测绘装置以及飞行器8、测绘船16采集到的信息均通过通讯总成20传递到车厢1内部控制及存储总成21，并通过通讯总成20向测绘基站传递；
S3、打开第二保护盖6，通过太阳能板17向锂电池包19进行充电。
飞行器8、测绘船16工作结束后分别进入充电筒10和充电盒15通过锂电池包19经第一充电结构、第二充电结构进行充电。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.三维地形测绘系统，其特征在于：包括车身，所述车身由车厢(1)及设置在车厢(1)顶部的车顶盖(18)组成，所述车顶盖(18)内壁设置有用于挂载地面测绘装置的插接孔，所述车身前后两侧设置有用于行走的驱动架(2)，所述驱动架(2)内部设置有电机，所述驱动架(2)外壁套设有履带(3)，所述驱动架(2)、电机由外部控制设备控制；
转动连接在所述车身右侧壁的第一保护盖(4)，所述车身右侧壁且位于第一保护盖(4)内侧设置有控制面板(13)；
转动连接在所述车身右侧壁且位于第一保护盖(4)后方的侧舱门(5)；
转动连接在所述车顶盖(18)上壁的第三保护盖(9)及两组第二保护盖(6)，两组所述第二保护盖(6)呈对开形式设置且均设置在第三保护盖(9)右侧，所述第三保护盖(9)与车顶盖(18)之间通过第一磁铁(11)、第二磁铁(12)吸附；
设置在所述车顶盖(18)上壁且位于第三保护盖(9)内部用于释放后从空中测绘地形的飞行器(8)；
设置在所述飞行器(8)与车身之间用于向飞行器(8)不使用状态下充电的第一充电结构，所述飞行器(8)与车身之间还设置有用于确认充电方向的定位结构；
固定连接在所述车厢(1)内侧壁的两块隔板(23)，两块隔板(23)将车厢(1)内部分割成前、中、后三个腔室，所述第一充电结构设置在中腔室左侧；
通过滑动结构滑动连接在所述中腔室右侧的充电盒(15)，所述充电盒(15)内侧壁通过顶紧结构卡接有用于释放后从水面进行测绘地形的测绘船(16)，所述测绘船(16)与充电盒(15)之间设置有用于向测绘船(16)充电的第二充电结构；
分别设置在所述前腔室、后腔室内且均靠近右侧壁的控制及存储总成(21)以及通讯总成(20)；
设置在所述车身上用于确保持续供电的蓄电组件，所述蓄电组件与控制及存储总成(21)、通讯总成(20)、第一充电结构以及第二充电结构均电性连接；
所述第二保护盖(6)、第三保护盖(9)以及侧舱门(5)外壁均设置有把手(7)。
2.根据权利要求1所述的三维地形测绘系统，其特征在于：所述蓄电组件包括四块太阳能板(17)、两组锂电池包(19)，两组所述锂电池包(19)均固定连接在车厢(1)内部且分别位于前腔室和后腔室，两组所述锂电池包(19)分别位于控制及存储总成(21)、通讯总成(20)左侧，两组所述锂电池包(19)上均设置有充电、放电控制保护电路，四块所述太阳能板(17)分别设置在两组第二保护盖(6)及车顶盖(18)相对的一侧之间。
3.根据权利要求2所述的三维地形测绘系统，其特征在于：第一充电结构包括充电筒(10)、两组第一导电柱(24)、挡圈(25)、第一弹簧(26)以及第一充电孔(28)，所述充电筒(10)固定连接在车厢(1)内侧下壁，所述充电筒(10)远离车厢(1)内侧下壁的一端贯穿车顶盖(18)并与之固定连接，两组所述第一导电柱(24)呈前后相对滑动连接在充电筒(10)内壁，两组所述第一导电柱(24)外壁均贯穿充电筒(10)并同时向内外延伸，两组所述挡圈(25)分别固定连接在两组第一导电柱(24)外壁且均位于充电筒(10)外侧，两组所述第一弹簧(26)分别套设在两组第一导电柱(24)外壁且均位于挡圈(25)与隔板(23)之间。
4.根据权利要求3所述的三维地形测绘系统，其特征在于：两组所述第一充电孔(28)均设置在飞行器(8)机身外壁且分别位于前后两侧，所述飞行器(8)机身外壁与充电筒(10)卡接时两组第一导电柱(24)分别卡入两组第一充电孔(28)并与之电连接。
5.根据权利要求4所述的三维地形测绘系统，其特征在于：所述定位结构包括定位凸起(27)、定位槽(29)，所述定位凸起(27)设置在充电筒(10)内侧左壁，所述定位槽(29)设置在飞行器(8)机身右侧壁且靠近下端位置，所述飞行器(8)与充电筒(10)卡接时通过定位凸起(27)、定位槽(29)进行定位。
6.根据权利要求5所述的三维地形测绘系统，其特征在于：所述滑动结构包括两组滑轨(22)、滑条(14)，两组所述滑轨(22)均固定连接在车厢(1)内侧下壁且分别靠近中腔室内侧前壁及内侧后壁，两组所述滑轨(22)均设置在充电筒(10)右侧，两组滑条(14)分别滑动连接在两组滑轨(22)相对的一侧，所述充电盒(15)固定连接在两组滑条(14)上壁且远离滑轨(22)的一端。
7.根据权利要求6所述的三维地形测绘系统，其特征在于：所述第二充电结构包括两组第二导电柱(32)、第二充电孔(33)，两组所述第二充电孔(33)设置在测绘船(16)左端，所述充电盒(15)内侧左壁设置有用于容纳测绘船(16)充电的沉孔，两组所述第二导电柱(32)均固定连接在充电盒(15)左壁且位于沉孔内部，两组所述第二导电柱(32)均贯穿充电盒(15)左壁且均向左右两侧延伸。
8.根据权利要求7所述的三维地形测绘系统，其特征在于：所述顶紧结构包括弹簧套(30)、第二弹簧(31)，所述弹簧套(30)固定连接在充电盒(15)内侧右壁，所述第二弹簧(31)套设在弹簧套(30)内侧壁且位于测绘船(16)与充电盒(15)内侧右壁之间。
9.三维地形测绘系统的测绘方法，其特征在于：所述测绘方法包括如下步骤：
S1、根据现场地形选定测绘路线，将地面测绘装置通过插接孔挂载在车身上部，打开第三保护盖(9)，取出飞行器(8)，根据设定的测绘路线，通过外部控制控制车身挂载地面测绘装置前进进行测绘，同时释放飞行器(8)从空中同步测绘，如待测绘地形中存在水域，则取出测绘船(16)与飞行器(8)同步进行测绘；
S2、车身挂载的地面测绘装置以及飞行器(8)、测绘船(16)采集到的信息均通过通讯总成(20)传递到车厢(1)内部控制及存储总成(21)，并通过通讯总成(20)向测绘基站传递；
S3、打开第二保护盖(6)，通过太阳能板(17)向锂电池包(19)进行充电。
10.根据权利要求7所述的三维地形测绘系统的测绘方法，其特征在于：所述飞行器(8)、测绘船(16)工作结束后分别进入充电筒(10)和充电盒(15)通过锂电池包(19)经第一充电结构、第二充电结构进行充电。
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