CN117570929A - 一种基于无人机的测绘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于无人机的测绘系统，涉及无人机测绘技术领域。该种基于无人机的测绘系统，包括飞行控制模块、航拍模块、定位模块、数据链路模块、地面控制模块以及数据处理模块；所述飞行控制模块包括电源控制模块和传感模块；所述地面控制模块包括控制台、通信模块、数据处理模块和地图软件；所述数据处理模块包括数据接收与存储单元、数据预处理单元、影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元、地理信息集成单元和数据分析与报告生成单元。通过设计影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元和地理信息集成单元，可以提高测绘精准度，使得可以更好地了解和分析目标区域的特征和变化。
Description
技术领域
本发明涉及无人机测绘技术领域，具体为一种基于无人机的测绘系统。
背景技术
目前，随着无人机电子技术的快速发展，无人机测绘相关技术迅猛发展，并加上相应图像和视频等信息达到与现实测绘场景相结合，大大提升了测绘的准确度以及可读性，是近年来计算机测绘与无人机领域备受关注的热点，无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向，无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
现有技术中，虽然存在无人机测绘方法及系统，测绘准确度较低，数据传输速率较慢，意味着无人机需要更长的时间将数据传输到地面站或云端服务器进行处理，增加了整个测绘过程的时间成本，且由于数据传输速率较慢，在某些应用场景中，如紧急救援或监测任务，易导致无法提供及时的地理信息支持。
为此，我们研发出了新的一种基于无人机的测绘系统。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机的测绘系统，解决了现有无人机测绘系统测绘准确度较低，数据传输速率较慢的问题。
(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：一种基于无人机的测绘系统，无人机测绘系统包括飞行控制模块、航拍模块、定位模块、数据链路模块、地面控制模块以及数据处理模块；
所述飞行控制模块包括电源控制模块和传感模块；
所述航拍模块包括航拍相机、存储单元、图像传输单元和图像处理单元；
所述数据链路模块包括发射器、接收器、链路管理单元和数据流控制单元；
所述地面控制模块包括控制台、通信模块、数据处理模块和地图软件；
所述数据处理模块包括数据接收与存储单元、数据预处理单元、影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元、地理信息集成单元和数据分析与报告生成单元。
优选的，所述电源控制模块用于整体测绘系统的电力供应，以确保系统的正常运行，所述传感模块用于获取建筑物轮廓和其他地物的高度和结构信息。
通过上述技术方案，可以快速、高效地获取大量地理数据。
优选的，所述航拍相机用于获取不同视角和分辨率的地表信息，所述存储单元用于存储保存拍摄的图像和视频数据，所述图像传输单元用于将拍摄后的图像和数据传输至地面控制模块和其他设备，所述图像处理单元用于对航拍图像进行实时或离线的图像处理和分析。
通过上述技术方案，可以获取地表目标的多个角度的影像数，提供更全面、立体的地表信息，有助于准确理解和分析地物的形态、结构和空间关系。
优选的，所述发射器用于将数据进行调制和编码，并通过适当的无线传输介质将数据传输到无人机，所述接收器用于接收来自地面控制站的信号，将解码和解调收到后的信号转换为可供飞行控制系统使用的指令和数据。
通过上述技术方案，可以提高信号的容量，使得在有限的频谱范围内能够传输更多的信息量，实现高效的数据传输，提高信道利用率。
优选的，所述链路管理单元用于负责设备间的连接和通信管理，确保数据链路的稳定性和可靠性，所述数据流控制单元用于调节数据的发送速率和接收方的处理能力，以确保数据传输的效率和稳定性。
通过上述技术方案，有助于避免数据缓冲溢出或下溢的问题，提高数据传输的效率和可靠性。
优选的，所述控制台用于操作和监控无人机测绘系统的各项功能和任务，所述通信模块用于与无人机之间建立数据链路，并实现数据的双向传输，所述数据处理模块用于接收、处理和分析从无人机传回的数据，所述地图软件用于规划航线、导航、地图显示和测绘数据的可视化等功能，可以提供用户友好的界面，方便操作员进行任务管理和数据分析。
通过上述技术方案，用户可以通过互联网或局域网连接到目标设备，并实时获取设备状态、发送指令以及远程控制设备。
优选的，所述数据接收与存储单元用于接收无人机传回的数据，并将其存储在适当的存储介质中，所述数据预处理单元用于数据的初始处理和预处理，以准备数据进行后续的分析，确保数据的质量和一致性。
通过上述技术方案，有助于避免在后续处理过程中出现错误或不准确的结果。
优选的，所述影像处理与分析单元用于对航空影像进行处理和分析，以获取更详细和有用的地理信息，所述数据处理与分析单元用于处理和分析LiDAR数据，以进行点云数据滤波、分割、建模、地形提取、三维重建等操作，以获得精确的地形和地物信息。
优选的，所述数据集成与配准单元用于将不同来源数据汇集在一起，并进行准确的配准和对齐，形成一张一致性强的地图或三维模型，所述地理信息集成单元用于处理和分析得到的数据与地理信息系统进行集成和整合，将数据叠加至地图上、进行空间查询、生成专题地图等，实现更高级的地理信息处理与可视化。
通过上述技术方案，可以将数据源中的数据进行整合和对齐，确保数据的一致性，即使数据源之间可能存在格式、结构或语义上的差异，数据集成与配准单元能够解决这些差异，并提供一致的数据形式，减少了数据不一致带来的问题。
优选的，所述数据分析与报告生成单元用于对处理后的数据进行进一步分析，提取有价值的信息，同时生成报告、制作可视化图表和展示，以支持决策和应用需求。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于无人机的测绘系统。具备以下有益效果：
1、该种无人机的测绘系统，通过设计链路管理单元和数据流控制单元，可以高效地进行数据传输、通信管理和数据流控制，确保无人机与地面控制站之间的稳定连接，并实现高质量的数据采集和处理。
2、该种无人机的测绘系统，通过设计航拍相机获取不同视角和分辨率的地表信息，同时，通过影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元和地理信息集成单元，使得测绘准确度提高，可以更好地了解和分析目标区域的特征和变化，且可以支持精确设计和施工计划，减少后续调整和修正的需求，从而提高效率并降低成本。
附图说明
图1为本发明无人机的测绘系统的系统结构图；
图2为本发明航拍模板的结构示意图；
图3为本发明数据链路模板的结构示意图；
图4为本发明地面控制模块的结构示意图；
图5为本发明数据处理模块的结构示意图。
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：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种基于无人机的测绘系统，无人机测绘系统包括飞行控制模块、航拍模块、定位模块、数据链路模块、地面控制模块以及数据处理模块；
如图1所示，所述飞行控制模块包括电源控制模块和传感模块，所述航拍模块包括航拍相机、存储单元、图像传输单元和图像处理单元，所述数据链路模块包括发射器、接收器、链路管理单元和数据流控制单元，所述地面控制模块包括控制台、通信模块、数据处理模块和地图软件，所述数据处理模块包括数据接收与存储单元、数据预处理单元、影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元、地理信息集成单元和数据分析与报告生成单元，可以快速、高效地获取大量地理数据，所述电源控制模块用于整体测绘系统的电力供应，以确保系统的正常运行，所述传感模块用于获取建筑物轮廓和其他地物的高度和结构信息；
如图2所示，所述航拍相机用于获取不同视角和分辨率的地表信息，所述存储单元用于存储保存拍摄的图像和视频数据，可以获取地表目标的多个角度的影像数，提供更全面、立体的地表信息，有助于准确理解和分析地物的形态、结构和空间关系，所述图像传输单元用于将拍摄后的图像和数据传输至地面控制模块和其他设备，所述图像处理单元用于对航拍图像进行实时或离线的图像处理和分析；
如图3所示，所述发射器用于将数据进行调制和编码，并通过适当的无线传输介质将数据传输到无人机，所述接收器用于接收来自地面控制站的信号，将解码和解调收到后的信号转换为可供飞行控制系统使用的指令和数据，有助于避免数据缓冲溢出或下溢的问题，提高数据传输的效率和可靠性，所述链路管理单元用于负责设备间的连接和通信管理，确保数据链路的稳定性和可靠性，可以提高信号的容量，使得在有限的频谱范围内能够传输更多的信息量，实现高效的数据传输，提高信道利用率，所述数据流控制单元用于调节数据的发送速率和接收方的处理能力，以确保数据传输的效率和稳定性；
如图4所示，所述控制台用于操作和监控无人机测绘系统的各项功能和任务，所述通信模块用于与无人机之间建立数据链路，并实现数据的双向传输，用户可以通过互联网或局域网连接到目标设备，并实时获取设备状态、发送指令以及远程控制设备，所述数据处理模块用于接收、处理和分析从无人机传回的数据，所述数据接收与存储单元用于接收无人机传回的数据，并将其存储在适当的存储介质中，有助于避免在后续处理过程中出现错误或不准确的结果，所述数据预处理单元用于数据的初始处理和预处理，以准备数据进行后续的分析，确保数据的质量和一致性，所述地图软件用于规划航线、导航、地图显示和测绘数据的可视化等功能，可以提供用户友好的界面，方便操作员进行任务管理和数据分析；
如图5所示，所述影像处理与分析单元用于对航空影像进行处理和分析，以获取更详细和有用的地理信息，所述数据处理与分析单元用于处理和分析LiDAR数据，以进行点云数据滤波、分割、建模、地形提取、三维重建等操作，以获得精确的地形和地物信息，可以将数据源中的数据进行整合和对齐，确保数据的一致性，即使数据源之间可能存在格式、结构或语义上的差异，数据集成与配准单元能够解决这些差异，并提供一致的数据形式，减少了数据不一致带来的问题，所述数据集成与配准单元用于将不同来源数据汇集在一起，并进行准确的配准和对齐，形成一张一致性强的地图或三维模型，所述数据分析与报告生成单元用于对处理后的数据进行进一步分析，提取有价值的信息，同时生成报告、制作可视化图表和展示，以支持决策和应用需求，所述地理信息集成单元用于处理和分析得到的数据与地理信息系统进行集成和整合，将数据叠加至地图上、进行空间查询、生成专题地图等，实现更高级的地理信息处理与可视化。
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)
1.一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：无人机测绘系统包括飞行控制模块、航拍模块、定位模块、数据链路模块、地面控制模块以及数据处理模块；
所述飞行控制模块包括电源控制模块和传感模块；
所述航拍模块包括航拍相机、存储单元、图像传输单元和图像处理单元；
所述数据链路模块包括发射器、接收器、链路管理单元和数据流控制单元；
所述地面控制模块包括控制台、通信模块、数据处理模块和地图软件；
所述数据处理模块包括数据接收与存储单元、数据预处理单元、影像处理与分析单元、数据处理与分析单元、数据集成与配准单元、地理信息集成单元和数据分析与报告生成单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述电源控制模块用于整体测绘系统的电力供应，以确保系统的正常运行，所述传感模块用于获取建筑物轮廓和其他地物的高度和结构信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述航拍相机用于获取不同视角和分辨率的地表信息，所述存储单元用于存储保存拍摄的图像和视频数据，所述图像传输单元用于将拍摄后的图像和数据传输至地面控制模块和其他设备，所述图像处理单元用于对航拍图像进行实时或离线的图像处理和分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述发射器用于将数据进行调制和编码，并通过适当的无线传输介质将数据传输到无人机，所述接收器用于接收来自地面控制站的信号，将解码和解调收到后的信号转换为可供飞行控制系统使用的指令和数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述链路管理单元用于负责设备间的连接和通信管理，确保数据链路的稳定性和可靠性，所述数据流控制单元用于调节数据的发送速率和接收方的处理能力，以确保数据传输的效率和稳定性。
6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述控制台用于操作和监控无人机测绘系统的各项功能和任务，所述通信模块用于与无人机之间建立数据链路，并实现数据的双向传输，所述数据处理模块用于接收、处理和分析从无人机传回的数据，所述地图软件用于规划航线、导航、地图显示和测绘数据的可视化等功能，可以提供用户友好的界面，方便操作员进行任务管理和数据分析。
7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述数据接收与存储单元用于接收无人机传回的数据，并将其存储在适当的存储介质中，所述数据预处理单元用于数据的初始处理和预处理，以准备数据进行后续的分析，确保数据的质量和一致性。
8.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述影像处理与分析单元用于对航空影像进行处理和分析，以获取更详细和有用的地理信息，所述数据处理与分析单元用于处理和分析LiDAR数据，以进行点云数据滤波、分割、建模、地形提取、三维重建等操作，以获得精确的地形和地物信息。
9.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述数据集成与配准单元用于将不同来源数据汇集在一起，并进行准确的配准和对齐，形成一张一致性强的地图或三维模型，所述地理信息集成单元用于处理和分析得到的数据与地理信息系统进行集成和整合，将数据叠加至地图上、进行空间查询、生成专题地图等，实现更高级的地理信息处理与可视化。
10.根据权利要求1所述的一种基于无人机的测绘系统，其特征在于：所述数据分析与报告生成单元用于对处理后的数据进行进一步分析，提取有价值的信息，同时生成报告、制作可视化图表和展示，以支持决策和应用需求。
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