CN117091573A - 一种岸边道路全模型集成的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岸边道路测绘技术领域，且公开了一种岸边道路全模型集成的系统，包括无人船、无人机、控制面板以及绘图计算机，所述控制面板内设置有中央处理器，所述中央处理器包括船绘系统、机绘系统、控制系统以及制图系统，采用使用激光雷达设备探测物体表面反射的激光信号，并将获取物体表面的几何、颜色和反射属性汇总到数据处理模块当中，根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据，无人船搭载的激光雷达设备与摄像头融合技术在河道穿行中得到补充信息，对堤防建设维护部门可以提供准确的地方数据信息，减少操作员测绘作业的风险与堤防隐患，对防洪防灾起到辅助作用。

Description

一种岸边道路全模型集成的系统

技术领域

本发明涉及岸边道路测绘技术领域，具体为一种岸边道路全模型集成的系统。

背景技术

由于防洪堤防信息包含岸边道路，岸边建筑，沿岸挡墙与桥梁下方挡墙等多种形式。

目前单一的无人机可见光建模只能覆盖高空无遮挡目标，如岸边树木遮挡的挡墙以及桥梁下方的挡墙信息，则无法通过高空飞行的无人机覆盖到。

无人机影像采集缺少对上述遮挡位置信息的覆盖补充，从而导致测绘数据不够准确，加大测绘难度，操作员对遮挡位置测绘时也容易产生一定的安全风险。故而提出一种岸边道路全模型集成的系统来解决上述所提出的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种岸边道路全模型集成的系统，解决了缺少对岸边树木遮挡的挡墙以及桥梁下方的挡墙信息补充，导致测绘数据不够准确，加大测绘难度的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种岸边道路全模型集成的系统，包括无人船；

无人机；

控制面板以及绘图计算机，所述控制面板内设置有中央处理器，所述中央处理器包括船绘系统、机绘系统、控制系统以及制图系统，所述船绘系统和机绘系统的信号端分别与制图系统的信号端信号连接，所述控制系统的信号端与制图系统的信号端信号连接，所述无人船上安装有激光雷达设备，所述无人机上安装有五个传感器，所述控制面板上安装有显示屏，所述绘图计算机内下载有制图建模软件。

优选的，所述船绘系统包括激光雷达检测模块、数据处理模块、上传模块一，所述激光雷达检测模块的信号端与数据处理模块的信号端信号连接，所述数据处理模块的信号端与上传模块一的信号端信号连接，所述激光雷达检测模块与激光雷达设备电性连接，激光雷达设备探测物体表面属性，并通过激光雷达检测模块将数据进行传输。

优选的，所述数据处理模块的信号端依次信号连接有几何反馈单元、颜色反馈单元以及反射信息单元，将获取物体表面的几何、颜色和反射属性根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据报告。

优选的，所述机绘系统包括摄影模块、预处理模块、上传模块二，所述摄影模块的信号端与预处理模块的信号端信号连接，所述预处理模块的信号端与上传模块二的信号端信号连接，无人机影像数据汇总进入预处理模块，通过分类单元对不同角度的数据进行划分，通过存储单元进行缓存。

优选的，所述摄影模块的信号端依次信号连接有传感单元一、传感单元二、传感单元三、传感单元四、传感单元五，每个所述传感单元分别与每个传感器电性连接，所述预处理模块的信号端依次信号连接有分类单元、存储单元，所述分类单元的信号端与存储单元的信号端信号连接，五个传感器采集影像数据，至少包含一组垂直影像、多组倾斜影像。

优选的，所述控制系统包括航线预设模块、自动巡航、显示模块，所述航线预设模块的信号端与自动巡航的信号端信号连接，所述自动巡航的信号端与显示模块的信号端信号连接，无人机和无人船内均拥有自动巡航功能，并通过预设的两条航线进行无人自动驾驶。

优选的，所述航线预设模块的信号端依次信号连接有无人机航线预设单元、无人船航线预设单元，所述自动巡航的信号端依次信号连接有无人机巡航单元、无人船巡航单元，根据无人机航线预设单元和无人船航线预设单元设定规划出飞行航线和水行航线。

优选的，所述制图系统包括数据接收模块、数据分析模块、ICP模块以及制图成像模块，所述数据接收模块的信号端与数据分析模块的信号端信号连接，所述数据分析模块的信号端与ICP模块的信号端信号连接，所述ICP模块的信号端与制图成像模块的信号端信号连接，利用ICP算法点云匹配，获取无人船和无人机的点云信息进行点云匹配。

优选的，所述数据分析模块的信号端依次信号连接有归类单元、上传单元，所述归类单元的信号端与上传单元的信号端信号连接，所述上传单元的信号端依次信号连接有预制图子单元一和预制图子单元二，归类单元进行数据归类整合，该数据至少包含影像数据、参数报告，摄录图航线图等，上传单元中设有判断信号，且该信号判断条件为是否无人机。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种岸边道路全模型集成的系统，具备以下有益效果：

1、该岸边道路全模型集成的系统，采用使用激光雷达设备探测物体表面反射的激光信号，并将获取物体表面的几何、颜色和反射属性汇总到数据处理模块当中，根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据，无人船搭载的激光雷达设备与摄像头融合技术在河道穿行中得到树木和桥梁下方遮挡部分的挡墙补充信息，对堤防建设维护部门可以提供准确的地方数据信息，减少操作员测绘作业的风险与堤防隐患，对防洪防灾起到辅助作用。

2、该岸边道路全模型集成的系统，采用五个传感器拍摄基于岸边道路的数据，至少包含一个垂直角度、多个倾斜角度的影像采集，每个影像对应每个传感单元，并将数据汇总，在无人机倾斜摄影测绘数据和影像获取基础上，将获取的数据通过计算机进行处理和分析，去除不必要的噪点和扫描误差，结合制图建模软件，进行实景三维建模，利用fast-livo技术实现多传感器融合得到高精度的三维模型。

3、该岸边道路全模型集成的系统，采用预制图子单元一和预制图子单元二将无人船制图数据与无人机制图数据传输到ICP模块中，利用ICP算法点云匹配，从中获取无人船和无人机的点云信息进行点云匹配，最终通过制图成像模块得到拼接的高精度可见光测绘模型，方便使用部门查看与维护。

附图说明

图1为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统的原理总图；

图2为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统船绘系统的原理图；

图3为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统机绘系统的原理图；

图4为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统控制系统的原理图；

图5为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统制图系统的原理图；

图6为本发明提出的一种岸边道路全模型集成的系统的流程图。

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。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1

一种岸边道路全模型集成的系统，如图1、2、6所示，包括一种岸边道路全模型集成的系统，包括无人船，无人机，控制面板以及绘图计算机，所述控制面板内设置有中央处理器，所述中央处理器包括船绘系统、机绘系统、控制系统以及制图系统，所述船绘系统和机绘系统的信号端分别与制图系统的信号端信号连接，所述控制系统的信号端与制图系统的信号端信号连接，所述无人船上安装有激光雷达设备，所述无人机上安装有五个传感器，所述控制面板上安装有显示屏，所述绘图计算机内下载有制图建模软件，数据处理模块的信号端依次信号连接有几何反馈单元、颜色反馈单元以及反射信息单元，将获取物体表面的几何、颜色和反射属性根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据报告，所述船绘系统包括激光雷达检测模块、数据处理模块、上传模块一，所述激光雷达检测模块的信号端与数据处理模块的信号端信号连接，所述数据处理模块的信号端与上传模块一的信号端信号连接，所述激光雷达检测模块与激光雷达设备电性连接，激光雷达设备探测物体表面属性，并通过激光雷达检测模块将数据进行传输。

本实施例中，使用激光雷达设备探测物体表面反射的激光信号，并将获取物体表面的几何、颜色和反射属性汇总到数据处理模块当中，根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据，无人船搭载的激光雷达设备与摄像头融合技术在河道穿行中得到补充信息，对堤防建设维护部门可以提供准确的地方数据信息。

实施例2

如图1、3、4、6所示，机绘系统包括摄影模块、预处理模块、上传模块二，所述摄影模块的信号端与预处理模块的信号端信号连接，所述预处理模块的信号端与上传模块二的信号端信号连接，无人机影像数据汇总进入预处理模块，通过分类单元对不同角度的数据进行划分，通过存储单元进行缓存，所述摄影模块的信号端依次信号连接有传感单元一、传感单元二、传感单元三、传感单元四、传感单元五，每个所述传感单元分别与每个传感器电性连接，所述预处理模块的信号端依次信号连接有分类单元、存储单元，所述分类单元的信号端与存储单元的信号端信号连接，五个传感器采集影像数据，至少包含一组垂直影像、多组倾斜影像，所述控制系统包括航线预设模块、自动巡航、显示模块，所述航线预设模块的信号端与自动巡航的信号端信号连接，所述自动巡航的信号端与显示模块的信号端信号连接，无人机和无人船内均拥有自动巡航功能，并通过预设的两条航线进行无人自动驾驶，所述航线预设模块的信号端依次信号连接有无人机航线预设单元、无人船航线预设单元，所述自动巡航的信号端依次信号连接有无人机巡航单元、无人船巡航单元，根据无人机航线预设单元和无人船航线预设单元设定规划出飞行航线和水行航线。

本实施例中，五个传感器拍摄基于岸边道路的数据，至少包含一个垂直角度、多个倾斜角度的影像采集，每个影像对应每个传感单元，并将数据汇总，在无人机倾斜摄影测绘数据和影像获取基础上，将获取的数据通过计算机进行处理和分析，去除不必要的噪点和扫描误差，结合制图建模软件，进行实景三维建模。

实施例3

如图1、5、6所示，制图系统包括数据接收模块、数据分析模块、ICP模块以及制图成像模块，所述数据接收模块的信号端与数据分析模块的信号端信号连接，所述数据分析模块的信号端与ICP模块的信号端信号连接，所述ICP模块的信号端与制图成像模块的信号端信号连接，利用ICP算法点云匹配，获取无人船和无人机的点云信息进行点云匹配，所述数据分析模块的信号端依次信号连接有归类单元、上传单元，所述归类单元的信号端与上传单元的信号端信号连接，所述上传单元的信号端依次信号连接有预制图子单元一和预制图子单元二，归类单元进行数据归类整合，该数据至少包含影像数据、参数报告，摄录图航线图等，上传单元中设有判断信号，且该信号判断条件为是否无人机。

本实施例中，预制图子单元一和预制图子单元二将无人船制图数据与无人机制图数据传输到ICP模块中，利用ICP算法点云匹配，从中获取无人船和无人机的点云信息进行点云匹配，最终通过制图成像模块得到拼接的高精度可见光测绘模型。

根据上述内容，该一种岸边道路全模型集成的系统在使用时，将实地岸边道路数据进行采集收录，并通过控制面板中的航线预设模块，根据无人机航线预设单元和无人船航线预设单元设定规划出飞行航线和水行航线，无人机和无人船内均拥有自动巡航功能，并通过预设的两条航线，分别通过无人机巡航单元和无人船巡航单元进行航线执行，无人船在水行过程中，通过激光雷达设备探测物体表面反射的激光信号，并将获取物体表面的几何、颜色和反射属性汇总到数据处理模块当中，根据对应的几何反馈单元、颜色反馈单元、反射信息单元生成对应的完整数据，再将各类完整数据重新回传到数据处理模块，并通过上传模块一传输到制图系统的数据接收模块当中，本案中上传模块一当与数据接收模块信号连接，无人船雷达数据继续进入数据分析模块，通过归类单元进行数据归类整合，该数据至少包含影像数据、参数报告，摄录图航线图等，再将整合后的数据进入上传单元中进行判断是否无人机，该数据为无人船雷达数据，判定为否，则将数据汇入预制图子单元二生成高精度的3D点云模型；

其次，无人机在预设航线中飞行，并通过五个传感器拍摄基于岸边道路的数据，至少包含一个垂直角度、多个倾斜角度的影像采集，每个影像对应每个传感单元，并将数据汇总进入预处理模块，通过分类单元对不同角度的数据进行划分，并通过存储单元进行缓存，再将缓存数据通过上传模块二传输到制图系统的数据接收模块当中，本案中上传模块二也当与数据接收模块信号连接，该影像数据通过数据分析模块进入归类单元，且无人机倾斜影像资料应满足《GB/T 39610倾斜数字航空摄影技术规程》的要求，该数据应包含影像数据资料、控制资料、地图资料，归类整合后数据资料进入上传单元判断是否无人机，该判断结构为是，则将数据资料传输到预制图子单元一种，此时绘图计算机对数据资料进行处理和分析，去除不必要的噪点和扫描误差，为后续的建模做准备，利用fast-livo技术对多传感器影像数据合并后得到高精度三维模型，当无人船制图数据与无人机制图数据共同存在时，其数据内容反馈到数据分析模块，并传输到ICP模块当中，利用ICP算法点云匹配，获取无人船和无人机的点云信息进行点云匹配，最终通过制图成像模块得到拼接的高精度可见光测绘模型，该制图成像模块应与显示模块信号连接，使得结果模型通过显示模块在显示屏中呈现，同时，相关无人船和无人机的影响参数、航线报告、地图报告等数据也会在显示屏中呈现，实现完整的模型结果，有利于堤防建设维护部门查看，无人机控制像控点精度、点位分布及成果应符合《CH/T 3006数字航空摄影测量控制测量规范》的规定，本案中制图建模软件涉及Inpho、Pix4Dmapper、CC、大疆智图等，均属于现有技术软件之一，本案不做过多赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种岸边道路全模型集成的系统，包括无人船；

无人机；

控制面板以及绘图计算机，其特征在于：所述控制面板内设置有中央处理器，所述中央处理器包括船绘系统、机绘系统、控制系统以及制图系统，所述船绘系统和机绘系统的信号端分别与制图系统的信号端信号连接，所述控制系统的信号端与制图系统的信号端信号连接，所述无人船上安装有激光雷达设备，所述无人机上安装有五个传感器，所述控制面板上安装有显示屏，所述绘图计算机内下载有制图建模软件。

2.根据权利要求1所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述船绘系统包括激光雷达检测模块、数据处理模块、上传模块一，所述激光雷达检测模块的信号端与数据处理模块的信号端信号连接，所述数据处理模块的信号端与上传模块一的信号端信号连接，所述激光雷达检测模块与激光雷达设备电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述数据处理模块的信号端依次信号连接有几何反馈单元、颜色反馈单元以及反射信息单元。

4.根据权利要求1所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述机绘系统包括摄影模块、预处理模块、上传模块二，所述摄影模块的信号端与预处理模块的信号端信号连接，所述预处理模块的信号端与上传模块二的信号端信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述摄影模块的信号端依次信号连接有传感单元一、传感单元二、传感单元三、传感单元四、传感单元五，每个所述传感单元分别与每个传感器电性连接，所述预处理模块的信号端依次信号连接有分类单元、存储单元，所述分类单元的信号端与存储单元的信号端信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述控制系统包括航线预设模块、自动巡航、显示模块，所述航线预设模块的信号端与自动巡航的信号端信号连接，所述自动巡航的信号端与显示模块的信号端信号连接。

7.根据权利要求6所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述航线预设模块的信号端依次信号连接有无人机航线预设单元、无人船航线预设单元，所述自动巡航的信号端依次信号连接有无人机巡航单元、无人船巡航单元。

8.根据权利要求1所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述制图系统包括数据接收模块、数据分析模块、ICP模块以及制图成像模块，所述数据接收模块的信号端与数据分析模块的信号端信号连接，所述数据分析模块的信号端与ICP模块的信号端信号连接，所述ICP模块的信号端与制图成像模块的信号端信号连接。

9.根据权利要求8所述的一种岸边道路全模型集成的系统，其特征在于：所述数据分析模块的信号端依次信号连接有归类单元、上传单元，所述归类单元的信号端与上传单元的信号端信号连接，所述上传单元的信号端依次信号连接有预制图子单元一和预制图子单元二。