CN115235430A - 一种室内设计用无人机测绘装置及测绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室内设计用无人机测绘装置，括无人机设备、建模设备和多个扫描基站，所述无人机设备由供电模块、飞行模块、拍摄模块和控制模块；一种室内设计用无人机测绘方法，包括以下步骤：S1、将无人机设备、建模设备和多个扫描基站转运至待扫描的室内，对无人机设备、建模设备、扫描基站进行自检，确保传感器、通讯用设备无误。本发明采用双目摄像机和无人机设备内的多种传感器以及扫描基站能在无人机设备飞行时进行拍摄和检测，能为建模设备提供精准的建模信息，同时还能很好的保证无人机设备在飞行时的稳定性，保证拍摄图像信息的质量，避免出现抖动、模糊的情况，而且建模能根据需要输出多种格式，便于设计师使用。

Description

一种室内设计用无人机测绘装置及测绘方法

技术领域

本发明涉及无人机测绘技术领域，尤其涉及一种室内设计用无人机测绘装置及测绘方法。

背景技术

室内三维建模技术已经被广泛应用于建筑、土木工程、旅游、数字地图等领域，能够大大提高人们对室内空间的了解效率。例如，

与传统的建筑测量方法比较，无人机在测量时能覆盖的范围更广，且不易受到地形限制，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势。

特别在室内建筑装修领域，比起几张平面的照片或结构图，完整的三维仿真模型能够让客户更加真实地了解到房屋内部的整体结构和每一个细节，提高客户对于装修方案的参与感以及便于提出其意见。

在现有的室内测绘技术中，测量人员遥控无人机对实景进行拍摄，拍摄完成后携带数据返回，测量人员得到勘测模型图，影响建模效率，同时现有设备不能很好的在封闭环境中使用，所以需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决在现有的室内测绘技术中，测量人员遥控无人机对实景进行拍摄，拍摄完成后携带数据返回，测量人员得到勘测模型图，影响建模效率，同时现有设备不能很好的在封闭环境中使用的不足，而提出的一种室内设计用无人机测绘装置及测绘方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种室内设计用无人机测绘装置，包括无人机设备、建模设备和多个扫描基站，所述无人机设备由供电模块、飞行模块、拍摄模块和控制模块；所述建模设备包括硬件模组和软件模块；

所述供电模块包括电池模块、充电模块、稳压模块和线缆模块，为整个无人机设备内各部件的运作提供稳定的电力支持；

所述飞行模块包括自稳定模块、芯片模组、传感器模组和通讯模块，保证无人机设备能稳定的接收和传递信息，同时根据工作人员的设定和操控进行飞行；

所述拍摄模块包括摄像头模组、缓存模组和数据处理模块，将图像处理和飞行控制处理分离，有助于保证图像处理的效率和质量，能快速将拍摄到的图像信息传递至建模设备；

所述控制模块包括遥控模组、自控模组和操控台，用于设定飞行路线自动飞行以及便于工作人员操控无人机设备飞行；

所述硬件模组包括主机设备、显示器设备、操作设备、信息传输设备；用于接收和处理信息，并且能将建模画面进行展示；

所述软件模块采用ContextCapture，能很好的将拍摄到的信息进行转化，形成3D图，且便于输出CAD格式，便于工作人员使用。

优选地，为了有效检测无人机在飞行时的各个数据，便于为建模提供精确的数据信息，提升建模的质量，所述传感器模组包括距离传感器、高度传感器、扭力传感器、平衡传感器、陀螺仪、加速度计和磁力计。

优选地，为了根据需要选用相应的设备，所述无人机设备根据需要选用四旋翼、六旋翼和八旋翼中任一一种。

优选地，为了拍出清晰的图像，便于为建模提供精准的数据，所述摄像头模组选用双目摄像机，能为建模设备提供景深图像和点云图信息。

优选地，为了有效保护无人机以及安装在其上的相应设备，所述自稳定模块设置在无人机设备的下端和周边。

优选地，为了能很好的保证拍摄的清晰度，所述摄像头模组和自稳定模块相连接，能保证拍摄信息的清晰度。

优选地，为了保证信息数据传递的稳定性，所述通讯模块和信息传输设备采用无线通讯设备，所述通讯模块和信息传输设备采用4G、5G、WIFI信号中任一一种。

优选地，为了精准得出无人机和室内各面之间的距离；所述距离传感器采用激光传感器。

本发明该提出了一种室内设计用无人机测绘方法，包括以下步骤：

S1、将无人机设备、建模设备和多个扫描基站转运至待扫描的室内，对无人机设备、建模设备、扫描基站进行自检，确保传感器、通讯用设备无误，并且在每个房间内的两角上放置扫描基站；

S2、启动无人机设备、建模设备和多个扫描基站，并且确定无人机设备、建模设备和多个扫描基站之间通讯正常，启动软件，确定无人机摄像头模组和软件连接正常；

S3、控制无人机设备飞行，根据实际情况在自主飞行和操控飞行中选择一种，在飞行过程中快速进行传感器数据和图像信息数据进行传递，使无人机设备稳定在室内进行飞行；

S4、无人机飞行后，将传感器数据、图像信息数据传以及扫描基站信息传递至建模设备内，通过建模设备内的软件将数据解析后能便于通过显示器设备显示出室内模型；

S5、无人机在房屋绕飞直到到空间数据闭合后将坐标点转换为空间建模，得到房屋精确测绘信息，精准建模，并且将数据信息进行存储，同时能根据需要输出相应格式文件，便于室内设计师使用。

本发明的有益效果是：

1、通过采用双目摄像机，能很好的为建模提供景深图像和点云图信息，并且通过扫描基站能很好对无人机飞行的路径和飞行数据信息进行检测，为建模提供高质量信息；

2、通过无人机设备能很好的保证其飞行的稳定性并且便于保证双目摄像机运作的稳定性，保证拍摄图像信息的质量，避免出现抖动、模糊的情况，便于为软件提供高质量信息，有助于软件进行解析；

3、通过建模软件建模完毕后，能很好的进行多格式的输出，能为设计师提供精准的室内信息图纸，便于设计师进行使用；

综上所述，本发明采用双目摄像机和无人机设备内的多种传感器以及扫描基站能在无人机设备飞行时进行拍摄和检测，能为建模设备提供精准的建模信息，同时还能很好的保证无人机设备在飞行时的稳定性，保证拍摄图像信息的质量，避免出现抖动、模糊的情况，而且建模能根据需要输出多种格式，便于设计师使用。

附图说明

图1为本发明的无人机设备结构图；

图2为本发明的无人机设备、建模设备以及两个扫描基站结构图；

图3为本发明的无人机设备结构框图；

图4为本发明的建模设备结构框图；

图5为本发明的流程图；

图6为本发明的测绘状态图；

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。

参照图1、2、3、4、6，一种室内设计用无人机测绘装置，包括无人机设备、建模设备和多个扫描基站，无人机设备由供电模块、飞行模块、拍摄模块和控制模块；建模设备包括硬件模组和软件模块，通过无人机设备、建模设备和多个扫描基站的相互配合，能很好的获取无人机在飞行时获取的室内信息，从而便于建模设备。

参照图3、供电模块包括电池模块、充电模块、稳压模块和线缆模块，为整个无人机设备内各部件的运作提供稳定的电力支持，能很好的保证各部件都能运行，保证设备持续运作，同时可能在无人机控制模块上设置相应的电显模组，便于显示无人机设备当前电量和续航例程，便于工作人员根据显示回收无人机进行充电作业。

参照图3、飞行模块包括自稳定模块、芯片模组、传感器模组和通讯模块，保证无人机设备能稳定的接收和传递信息，同时根据工作人员的设定和操控进行飞行，通过自稳定模块能很好的保护无人机，并且保证无人机在飞行时的稳定性，通过芯片模组和通讯模块的配合能很好的接收和处理信息、发布指令，同时通过传感器模组的作用能很好的检测无人机飞行时的各种信息数据，并且便于将各种信息数据进行传递。

参照图3，传感器模组包括距离传感器、高度传感器、扭力传感器、平衡传感器、陀螺仪、加速度计和磁力计，能很好的对无人机在飞行时的各种信息进行检测，获取无人机飞行时的精准数据；无人机设备根据需要选用四旋翼、六旋翼和八旋翼中任一一种，能根据实际情况进行选择，因为室内环境分为多种，多种旋翼的无人机能很好的适应多种室内环境，保证无人机在室内飞行的稳定性；摄像头模组选用双目摄像机，能为建模设备提供景深图像和点云图信息，能为建模提供更多信息数据，分别对左右摄像头的原始图、景深图、点云图等数据创建相应节点和主题，加入到系统网络，得到图像数据节点后，对图像数据进行筛选，选择特征帧图像进行处理，筛选角点和特殊点，将两帧图像进行比对，计算出相机的位置变化，通过三个线程，将数据处理后，传送给建模系统，由建模设备对数据进行最终处理，完成整个建模工作，自稳定模块设置在无人机设备的下端和周边，摄像头模组和自稳定模块相连接，能保证拍摄信息的清晰度，通讯模块和信息传输设备采用无线通讯设备，通讯模块和信息传输设备采用4G、5G、WIFI信号中任一一种，能很好的保证在无人机飞行时，将数据信号稳定的进行传递，距离传感器采用激光传感器，保证测距的精准度。

参照图3，拍摄模块包括摄像头模组、缓存模组和数据处理模块，将图像处理和飞行控制处理分离，有助于保证图像处理的效率和质量，能快速将拍摄到的图像信息传递至建模设备；

参照图3，控制模块包括遥控模组、自控模组和操控台，用于设定飞行路线自动飞行以及便于工作人员操控无人机设备飞行；

参照图4，硬件模组包括主机设备、显示器设备、操作设备、信息传输设备；用于接收和处理信息，并且能将建模画面进行展示；软件模块采用ContextCapture，能很好的将拍摄到的信息进行转化，形成3D图，且便于输出CAD格式，便于工作人员使用，能很好的保证建模的准确性，方便设计师获取准确的室内数据信息，能使设计更加符合，同时也能更全方位的对室内环境进行展示，便于设计师讲解设计方案。

参照图5，本发明还提出了一种室内设计用无人机测绘方法，包括以下步骤：

S1、将无人机设备、建模设备和多个扫描基站转运至待扫描的室内，对无人机设备、建模设备、扫描基站进行自检，确保传感器、通讯用设备无误，并且在每个房间内的两角上放置扫描基站；

S2、启动无人机设备、建模设备和多个扫描基站，并且确定无人机设备、建模设备和多个扫描基站之间通讯正常，启动软件，确定无人机摄像头模组和软件连接正常；

S3、控制无人机设备飞行，根据实际情况在自主飞行和操控飞行中选择一种，在飞行过程中快速进行传感器数据和图像信息数据进行传递，使无人机设备稳定在室内进行飞行；

S4、无人机飞行后，将传感器数据、图像信息数据传以及扫描基站信息传递至建模设备内，通过建模设备内的软件将数据解析后能便于通过显示器设备显示出室内模型；

S5、无人机在房屋绕飞直到到空间数据闭合后将坐标点转换为空间建模，得到房屋精确测绘信息，精准建模，并且将数据信息进行存储，同时能根据需要输出相应格式文件，便于室内设计师使用。

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 (9)

1.一种室内设计用无人机测绘装置，包括无人机设备、建模设备和多个扫描基站，其特征在于：所述无人机设备由供电模块、飞行模块、拍摄模块和控制模块；所述建模设备包括硬件模组和软件模块；

所述供电模块包括电池模块、充电模块、稳压模块和线缆模块，为整个无人机设备内各部件的运作提供稳定的电力支持；

所述飞行模块包括自稳定模块、芯片模组、传感器模组和通讯模块，保证无人机设备能稳定的接收和传递信息，同时根据工作人员的设定和操控进行飞行；

所述拍摄模块包括摄像头模组、缓存模组和数据处理模块，将图像处理和飞行控制处理分离，有助于保证图像处理的效率和质量，能快速将拍摄到的图像信息传递至建模设备；

所述控制模块包括遥控模组、自控模组和操控台，用于设定飞行路线自动飞行以及便于工作人员操控无人机设备飞行；

所述硬件模组包括主机设备、显示器设备、操作设备、信息传输设备；用于接收和处理信息，并且能将建模画面进行展示；

所述软件模块采用ContextCapture，能很好的将拍摄到的信息进行转化，形成3D图，且便于输出CAD格式，便于工作人员使用。

2.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述传感器模组包括距离传感器、高度传感器、扭力传感器、平衡传感器、陀螺仪、加速度计和磁力计。

3.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述无人机设备根据需要选用四旋翼、六旋翼和八旋翼中任一一种。

4.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述摄像头模组选用双目摄像机，能为建模设备提供景深图像和点云图信息。

5.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述自稳定模块设置在无人机设备的下端和周边。

6.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述摄像头模组和自稳定模块相连接，能保证拍摄信息的清晰度。

7.根据权利要求1所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述通讯模块和信息传输设备采用无线通讯设备，所述通讯模块和信息传输设备采用4G、5G、WIFI信号中任一一种。

8.根据权利要求2所述的一种室内设计用无人机测绘装置，其特征在于：所述距离传感器采用激光传感器。

9.一种室内设计用无人机测绘方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将无人机设备、建模设备和多个扫描基站转运至待扫描的室内，对无人机设备、建模设备、扫描基站进行自检，确保传感器、通讯用设备无误，并且在每个房间内的两角上放置扫描基站；

S2、启动无人机设备、建模设备和多个扫描基站，并且确定无人机设备、建模设备和多个扫描基站之间通讯正常，启动软件，确定无人机摄像头模组和软件连接正常；

S3、控制无人机设备飞行，根据实际情况在自主飞行和操控飞行中选择一种，在飞行过程中快速进行传感器数据和图像信息数据进行传递，使无人机设备稳定在室内进行飞行；

S4、无人机飞行后，将传感器数据、图像信息数据传以及扫描基站信息传递至建模设备内，通过建模设备内的软件将数据解析后能便于通过显示器设备显示出室内模型；

S5、无人机在房屋绕飞直到到空间数据闭合后将坐标点转换为空间建模，得到房屋精确测绘信息，精准建模，并且将数据信息进行存储，同时能根据需要输出相应格式文件，便于室内设计师使用。

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