CN115183756B - 一种基于无人机遥感监测的像控点装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机遥感监测的像控点装置，涉及像控点装置技术领域，包括包括识别机构、支撑机构以及GPS定位器，所述识别机构包括中心圆盘、沿圆周方向均匀设置在中心圆盘外侧的四个扇形板，四个所述扇形板合围形成一环状标识部，所述环状标识部的内侧面紧贴于所述中心圆盘的外周面并与其共同组成标盘，四个所述扇形板以两两对立为一组，分别构成深色标识区和浅色标识区，所述支撑机构包括垂直固定在中心圆盘一侧中心位置处的支柱。本发明的基于无人机遥感监测的像控点装置，适用于不同的地形，无论是倾斜还是凹凸不平的底面，该装置均可以完美的放置在地面上，保持识别区域的水平，便于无人机的拍摄识别。

Description

一种基于无人机遥感监测的像控点装置

技术领域

本发明涉及像控点装置技术领域，具体为一种基于无人机遥感监测的像控点装置。

背景技术

无人机遥感具有起飞场限低、方式灵活、响应速度快的优势，利用无人机遥感对滑坡灾害进行监测，能够及时掌握滑坡变形动态，可为灾害治理工程等提供可靠资料和科学依据。

在无人机摄影测量工作中，像控点的布设是重要的工作环节，是无人机摄影测量解析空三加密和测图的基础，有时在一定区域内找不到明显地物布设像控点，需要自己现场制作或携带像控点，费时费力。

普通的喷绘像控点简单结构，不能保证在任何地形环境和恶劣天气下进行有效识别，而且普通的像控点装置在布设时，不能满足便携性的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机遥感监测的像控点装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种基于无人机遥感监测的像控点装置，包括识别机构、支撑机构以及GPS定位器，所述识别机构包括中心圆盘、沿圆周方向均匀设置在中心圆盘外侧的四个扇形板，四个所述扇形板合围形成一环状标识部，所述环状标识部的内侧面紧贴于所述中心圆盘的外周面并与其共同组成标盘，四个所述扇形板以两两对立为一组，分别构成深色标识区和浅色标识区；

所述支撑机构包括垂直固定在中心圆盘一侧中心位置处的支柱，所述支柱远离中心圆盘一端沿圆周方向均匀开设有安装槽，所述安装槽的内部通过枢轴铰接有折叠杆，四个所述折叠杆能绕着枢轴在穿过立柱中轴线的平面转动，且在四个所述折叠杆绕着枢轴转动与所述支柱平行时，四个所述折叠杆相互贴合形成一插杆，所述插杆远离支柱的一端具有尖端；

所述GPS定位器被安装于中心圆盘远离支柱一侧的中间位置处，所述中心圆盘的内部嵌设有电源和控制器。

进一步地，所述扇形板由外至内半径递减的若干个弧形部构成，且所述扇形板的一侧设置有与穿过其长度中心的半径平行的菱形伸缩架，所述菱形伸缩架能驱动相邻所述弧形部沿穿过其长度中心的半径方向相向或相背移动；

所述菱形伸缩架包括若干个交叉部，所述交叉部包括相互交叉的第一铰接杆和第二铰接杆，以及贯穿设置在第一铰接杆和第二铰接杆交叉处的固定轴，相邻所述交叉部的第一铰接杆和第二铰接杆相互铰接；所述菱形伸缩架的若干个交叉部分别对应着扇形板的弧形部和中心圆盘，并且所述交叉部的固定轴与对应的弧形部和中心圆盘边缘固定连接。

进一步地，所述支柱的外侧转动设置有阶段式转筒，所述阶段式转筒的外侧沿圆周方向均匀铰接有四个拉杆，四个所述拉杆对应四个所述菱形伸缩架，所述拉杆远离阶段式转筒上的一端与所述菱形伸缩架靠近其一端的第一铰接杆铰接。

进一步地，所述弧形部远离菱形伸缩架的一侧开设有与其形状相符的凹槽，所述凹槽的边缘具有斜面，以使凹槽在深度方向的面积不断减小，所述斜面上涂有反光层。

进一步地，所述深色标识区的扇形板的凹槽底面涂有红色颜料，所述浅色标识区的扇形板的凹槽底面涂有白色颜料。

进一步地，所述深色标识区的扇形板的凹槽底面均匀安装有第一灯珠，所述浅色标识区的扇形板的凹槽底面均匀安装有第二灯珠，第一灯珠的灯光为白光，第二灯珠的灯光为红光。

进一步地，所述支柱的底部螺纹连接有转筒，所述转筒的外侧转动设置有转环，所述转环的外侧均匀铰接有四个驱动杆，且四个所述驱动杆远离转环的一端与四个所述折叠杆铰接。

进一步地，所述折叠杆的外侧设置有弧形施力板，四个所述折叠杆在形成插杆后，四个所述折叠杆的弧形施力板合围形成一环状的施力环。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

（1）本发明的基于无人机遥感监测的像控点装置，适用于不同的地形，无论是倾斜还是凹凸不平的底面，该装置均可以完美的放置在地面上，保持识别区域的水平，便于无人机的拍摄识别。

（2）本发明的基于无人机遥感监测的像控点装置，适用于不同的天气或环境，无论可视距离大不大，均可保证很好的识别度。

（3）本发明的基于无人机遥感监测的像控点装置，便于携带或运输。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的携带时第一视角结构示意图；

图2是本发明的携带时第二视角结构示意图；

图3是本发明的图1俯视结构示意图；

图4是图3的A-A向结构示意图；

图5是本发明的安装时结构示意图；

图6是图5的A处的局部结构示意图；

图7是本发明的识别机构张开结构示意图；

图8是图7的俯视结构示意图；

图9是图7的仰视结构示意图。

图中：

100、识别机构；200、支撑机构；300、GPS定位器；400、阶段式转筒；

110、中心圆盘；120、扇形板；130、深色标识区；140、浅色标识区；

210、支柱；220、安装槽；230、枢轴；240、折叠杆；250、转筒；260、转环；270、驱动杆；280、插杆；290、施力环；

150、菱形伸缩架；

410、拉杆；

151、第一铰接杆；152、第二铰接杆；153、固定轴；

241、尖端；242、施力板；

121、弧形部；121a、凹槽；121b、斜面；121c、第一灯珠；121d、第二灯珠。

实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。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的过程、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。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1-图9，本发明提供了一种基于无人机遥感监测的像控点装置，包括识别机构100、支撑机构200以及GPS定位器300。

如图1所示，所述识别机构100包括中心圆盘110、沿圆周方向均匀设置在中心圆盘110外侧的四个扇形板120，四个所述扇形板120合围形成一环状标识部，所述环状标识部的内侧面紧贴于所述中心圆盘110的外周面并与其共同组成标盘，四个所述扇形板120以两两对立的2个所述扇形板120为一组，分别构成深色标识区130和浅色标识区140。

在上述的设计中，由四个扇形板120构成了的深色标识区130和浅色标识区140，该深色标识区130和浅色标识区140相互交叉形成醒目的十字形标识，且深色标识区130和浅色标识区140的颜色形成对比色，使得其整体结构更加醒目，便于识别，可清晰拾取像控点，提高后期影像三维建模精度。

如图1、图2、图5和图6，所述支撑机构200包括垂直固定在中心圆盘110一侧中心位置处的支柱210，（具体请查看图5所示）所述支柱210远离中心圆盘110一端沿圆周方向均匀开设有安装槽220，所述安装槽220的内部通过枢轴230铰接有折叠杆240，四个所述折叠杆240能绕着枢轴230在穿过立柱中轴线的平面转动，且在四个所述折叠杆240绕着枢轴230转动与所述支柱210平行时，四个所述折叠杆240相互贴合形成一插杆280（如图5所示），所述插杆280远离支柱210的一端具有尖端241。

在运输时，其四个折叠杆240可进行折叠与识别机构100平行，如图2所示，降低其占用的空间，便于运输，且当布设于平摊地面上，本发明由如图2所示，直接放置在地面上方便布设，而当像控点布设于山地、荒野等地区，考虑到该区域地形特性因素（即杂草、坡体、凹坑等），可将四个所述折叠杆240转动以形成插杆280（如图5所示），并利用插杆280的尖端241竖直刺入地面中，使得识别机构100距地面一定高度，进而避开（即杂草、坡体、凹坑等）的干扰，使得识别机构100的深色标识区130和浅色标识区140正面朝上，提高其辨识度，该装置结构简单，操作方便，能够大大提高无人机航拍像控点的布设效率。

结合如图2、图5和图6所示，进一步地，所述支柱210的底部螺纹连接有转筒250，所述转筒250的外侧转动设置有转环260，所述转环260的外侧均匀铰接有四个驱动杆270，且四个所述驱动杆270远离转环260的一端与四个所述折叠杆240铰接。

在调节折叠杆240时，可转动转筒250使得转筒250在支柱210上下滑动，当转筒250在支柱210上下滑动时，该转环260通过四个驱动杆270能同步带动折叠杆240向上或向下转动，以使折叠杆240形成如图2或如图5所示的状态，并且在插杆拆入地面中时，工作人员可以转动转筒250使得转筒250向上移动，以提高折叠杆240与泥土之间的摩擦力，提高固定的稳定性。

为了方便插杆280能插入地面中（因为有些地面土质较硬，插杆280无法直接硬塞入地面内）所述折叠杆240的外侧设置有弧形施力板242，四个所述折叠杆240在形成插杆后，四个所述折叠杆240的弧形施力板242合围形成一环状的施力环290。工作人员可通过锤子敲击施力环290使得插杆280插入地面中。

所述GPS定位器300被安装于中心圆盘110远离支柱210一侧的中间位置处，所述中心圆盘110的内部嵌设有电源（未示出）和控制器（未示出）。

相较于传统的喷涂油漆等作业，该成型的装置能够主动的GPS定位，能够跟无人机遥相呼应，作为航测的无人机的灯塔。

在布置像控点过程中，尤为关键的是识别度的问题，其关乎后期影像三维建模精度，当航拍区域较大，即无人机距像控点的距离较远，为了提高识别度，相应的，需要提高每个像控点的面积，以达到在航拍影像内能够清晰识别定位的目的，但是当像控点面积增大时，就会存在不便于携带和布设难度大的问题，因为布设的像控点不单单只有一两个，其需要在一定区域内布设大量的像控点，如果设计的像控点体积较大时，其不仅提高了工作人员布设难度，而且降低了工作人员的效率。

因此，如图7所示，在本实施例中，所述扇形板120由外至内半径递减的若干个弧形部121构成，且所述扇形板120一侧设置有与穿过其弧度中心的半径方向平行的菱形伸缩架150，随着所述菱形伸缩架150的伸缩相邻所述弧形部121能沿穿过其长度中心的半径方向相向或相背移动。

具体而言，如图2所示，所述菱形伸缩架150包括若干个交叉部，所述交叉部包括相互交叉的第一铰接杆151和第二铰接杆152，以及贯穿设置在第一铰接杆151和第二铰接杆152交叉处的固定轴153，相邻所述交叉部的第一铰接杆151和第二铰接杆152相互铰接；所述菱形伸缩架150的若干个交叉部分别对应着扇形板120的弧形部121和中心圆盘110，并且所述交叉部的固定轴153与对应的弧形部121和中心圆盘110边缘固定连接。

上述的设计，在运输或布设过程中，扇形板120的若干个弧形部121相互靠拢紧贴于中心圆盘110，此时形成的标盘面积最小（图1所示），一方面便于携带，另一方便，便于工作人员进行布设，当通过支撑机构200本发明固定后，可以根据航拍区域的大小，拉动的弧形部121通过菱形伸缩架150，使得扇形板120的若干个弧形部121相互分离，适应性的调整相邻弧形部121的距离，以增大深色标识区130和浅色标识区140的面积（如图7和图8所示），进而提高识别度，虽然该面积增大后相邻弧形部121之间存在间隙，但是由于无人机相距像控点距离远，无人机航拍后该距离可以忽略不计（例如，体育馆的观众在观赏由众多表演者利用自身所占其位置不同组成的各种图形变化表演时，众多表演者之间也会有一定距离，但是观众在座位上还是能很好的识别各种图形的变化）。

如图2和图9所示，进一步地，所述支柱210的外侧转动设置有阶段式转筒400，所述阶段式转筒400的外侧沿圆周方向均匀铰接有四个拉杆410，四个所述拉杆410对应四个所述菱形伸缩架150，所述拉杆410远离阶段式转筒400上的一端与所述菱形伸缩架150靠近其一端的第一铰接杆151铰接。

在调节深色标识区130和浅色标识区140的面积时，工作人员只需转动阶段式转筒400通过四个拉杆410同步带动菱形伸缩架150的伸缩，进而来调节扇形板120的相邻弧形部121的距离，从而调节深色标识区130和浅色标识区140的面积，使用更加便捷，为了防止在调节后，定位扇形板120的面积，可以在阶段式转筒400上设置螺钉，对阶段式转筒400进行锁止防止阶段式转筒400转动，进而对定位扇形板120的面积的锁定。

如图7所示，在本实施例中，所述弧形部121远离菱形伸缩架150的一侧开设有与其形状相符的凹槽121a，所述凹槽121a的边缘具有斜面121b，以使凹槽121a在深度方向的面积不断减小，所述斜面121b上涂有反光层；所述深色标识区130的扇形板120的凹槽121a底面涂有红色颜料，所述浅色标识区140的扇形板120的凹槽121a底面涂有白色颜料。

上述的凹槽121a的设计，一方面降低了扇形板120的重量，另一方面，使得凹槽121a底面的颜料能够在反光层的反射下，更加醒目提升航拍过程中的识别度。

如图7所示，进一步地，所述深色标识区130的扇形板120的凹槽121a底面均匀安装有第一灯珠121c，所述浅色标识区140的扇形板120的凹槽121a底面均匀安装有第二灯珠121d，第一灯珠121c的灯光为白光，第二灯珠121d的灯光为红光。

针对于起雾等视线不好的情形时，该装置提供了灯珠进行识别，点亮的灯珠构成的光源可以在很远和视线不好时被观察到，并且第一灯珠121c与第二灯珠121d的灯光颜色与其所在的深色标识区130和浅色标识区140形成对比色，使其更加醒目，同时在灯珠被点亮时，通过设置的反光层的反射下，使得整体结构更加便于识别。

以上所述，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 (5)

1.一种基于无人机遥感监测的像控点装置，包括识别机构、支撑机构以及GPS定位器，其特征在于，所述识别机构包括中心圆盘、沿圆周方向均匀设置在中心圆盘外侧的四个扇形板，四个所述扇形板合围形成一环状标识部，所述环状标识部的内侧面紧贴于所述中心圆盘的外周面并与其共同组成标盘，四个所述扇形板以两两对立为一组，分别构成深色标识区和浅色标识区；

所述支撑机构包括垂直固定在中心圆盘一侧中心位置处的支柱，所述支柱远离中心圆盘一端沿圆周方向均匀开设有安装槽，所述安装槽的内部通过枢轴铰接有折叠杆，四个所述折叠杆能绕着枢轴在穿过立柱中轴线的平面转动，且在四个所述折叠杆绕着枢轴转动与所述支柱平行时，四个所述折叠杆相互贴合形成一插杆，所述插杆远离支柱的一端具有尖端；

所述GPS定位器被安装于中心圆盘远离支柱一侧的中间位置处，所述中心圆盘的内部嵌设有电源和控制器；

所述扇形板由外至内半径递减的若干个弧形部构成，且所述扇形板的一侧设置有与穿过其长度中心的半径平行的菱形伸缩架，所述菱形伸缩架能驱动相邻所述弧形部沿穿过其长度中心的半径方向相向或相背移动；

所述菱形伸缩架包括若干个交叉部，所述交叉部包括相互交叉的第一铰接杆和第二铰接杆，以及贯穿设置在第一铰接杆和第二铰接杆交叉处的固定轴，相邻所述交叉部的第一铰接杆和第二铰接杆相互铰接；所述菱形伸缩架的若干个交叉部分别对应着扇形板的弧形部和中心圆盘，并且所述交叉部的固定轴与对应的弧形部和中心圆盘边缘固定连接；

所述支柱的外侧转动设置有阶段式转筒，所述阶段式转筒的外侧沿圆周方向均匀铰接有四个拉杆，四个所述拉杆对应四个所述菱形伸缩架，所述拉杆远离阶段式转筒上的一端与所述菱形伸缩架靠近其一端的第一铰接杆铰接；

所述支柱的底部螺纹连接有转筒，所述转筒的外侧转动设置有转环，所述转环的外侧均匀铰接有四个驱动杆，且四个所述驱动杆远离转环的一端与四个所述折叠杆铰接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机遥感监测的像控点装置，其特征在于：所述弧形部远离菱形伸缩架的一侧开设有与其形状相符的凹槽，所述凹槽的边缘具有斜面，以使凹槽在深度方向的面积不断减小，所述斜面上涂有反光层。

3.根据权利要求2所述的基于无人机遥感监测的像控点装置，其特征在于：所述深色标识区的扇形板的凹槽底面涂有红色颜料，所述浅色标识区的扇形板的凹槽底面涂有白色颜料。

4.根据权利要求1所述的基于无人机遥感监测的像控点装置，其特征在于：所述深色标识区的扇形板的凹槽底面均匀安装有第一灯珠，所述浅色标识区的扇形板的凹槽底面均匀安装有第二灯珠，第一灯珠的灯光为白光，第二灯珠的灯光为红光。

5.根据权利要求1所述的基于无人机遥感监测的像控点装置，其特征在于：所述折叠杆的外侧设置有弧形施力板，四个所述折叠杆在形成插杆后，四个所述折叠杆的弧形施力板合围形成一环状的施力环。

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