CN117970946B - 一种无人机地理信息数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机地理信息数据采集系统，涉及无人机数据采集技术领域，本发明包括采集路径生成模块、无人机类型分析模块、飞行成本分析模块、飞行确认模块、执行终端和数据库；通过根据各禁飞区域的限制噪音分贝和各生态区域的许可污染气体数据，选取各初始无人机飞行路径的各类参考无人机，并对各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的能耗和供能设备进行分析，确认各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行成本，再选取无人机飞行路径以及无人机类型，大大的提高了无人机数据采集的合规性，有效限制了无人机的噪音干扰和环境污染，降低无人机飞行的成本，提高无人机的高效性和飞行的稳定性。

Description

一种无人机地理信息数据采集系统

技术领域

本发明涉及无人机数据采集技术领域，具体涉及一种无人机地理信息数据采集系统。

背景技术

随着科技的迅速发展和无人机技术的成熟，使得无人机不仅具备飞行器的功能，还能搭载各种传感器，成为无人机就地理信息数据采集的一种方式，但无人机在数据采集时，存在多种飞行路径和多种无人机类型，选择适合飞行路径和无人机类型，能够控制数据采集的成本，同时减少无人机飞行时对环境的干扰和污染，保障无人机地理信息数据采集的合规性。

传统的无人机飞行路径和无人机类型的选取主要是采集人员根据飞行路径的长度和飞行任务需求进行选取，很显然这种选取方式至少具有以下不足：1、无人机在飞行时，需要尊循隐私安全的原则，即尊重他人的隐私权，不能在私人财产的禁飞区域飞行，同时在禁飞区域附近进行操作时，减少无人机的噪音污染，防止干扰禁飞区域，但传统技术在选取无人机类型时，仅根据飞行环境等的飞行需求选择无人机类型，无法有效避免禁飞区域受到噪音干扰，容易产生矛盾，影响无人机作业的顺利进行；此外，无人机飞行需要考虑环保，避免在敏感的生态区域或受保护的地区进行飞行操作，减少空气污染，但传统技术中在选取无人机类型时，并没有根据采集区域的环境保护的情况和不同类型无人机的污染情况，选择适合的无人机类型，无法限制无人机飞行对环境造成的负面影响，也无法保障无人机地理信息数据采集的合规性。

2、传统无人机飞行路径的选择大多根据飞行路径的长度进行选取，并没有根据不同路径中不同无人机类型的飞行成本进行飞行路径的选取，无法选择飞行成本最低的路径，无法控制无人机飞行的成本，同时在无人机飞行成本分析时，没有对不同路径中不同无人机类型的供能设备的搭载情况进行分析，无法降低无人机供能设备的重量和占用空间，无法降低无人机在飞行的承重，无法保障无人机地理信息数据采集的高效性和飞行的稳定性。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的在于提供一种无人机地理信息数据采集系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：本发明提供一种无人机地理信息数据采集系统，包括如下模块：采集路径生成模块，用于获取目标地理采集区域的三维空间地图，生成各初始无人机飞行路径，并获取目标地理采集区域中无人机预设飞行速度；

无人机类型分析模块，用于从目标地理采集区域的三维空间地图定位出各禁飞区域的位置和各生态区域对应的位置，并确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机；

飞行成本分析模块，用于获取目标地理采集区域在地理信息数据采集时需要的各采集设备，记为各采集设备，提取各采集设备对应的单位能耗值，并获取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值，同时根据无人机预设飞行速度，分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据；

飞行确认模块，用于根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型；

执行终端，用于根据目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，执行相应的操作。

优选地，所述确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机，具体确认过程如下：根据各禁飞区域对应的位置、各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据；

从数据库中提取各类无人机对应的标准噪音分贝和标准单位飞行面积污染气体数据，并分别与各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据进行对应对比，若某类无人机对应的标准噪音分贝小于或者等于某初始无人机飞行路径的许可噪音分贝，且该类无人机对应的标准单位飞行面积污染气体数据小于或者等于该初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据，则将该类无人机作为该初始无人机飞行路径对应的参考无人机类型，由此得到各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机。

优选地，所述获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据，具体获取过程如下：根据各禁飞区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，得到各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离，并从数据库中提取禁飞区域的限制噪音分贝和预设声学传播模型，将各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离和禁飞区域的限制噪音分贝通过预设声学传播模型计算，得到各初始无人机飞行路径在经过各禁飞区域时的许可噪音分贝，从中选取最小许可噪音分贝作为各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝；

根据各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，提取各初始无人机飞行路径与各生态区域之间的重合区域面积，记为各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，并从数据库中提取各生态区域的许可污染气体数据，将各生态区域的许可污染气体数据除以各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，得到各初始无人机飞行路径在各生态区域的许可单位飞行面积污染气体数据，从中选取最小许可单位飞行面积污染气体数据作为各初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据。

优选地，所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，具体分析过程如下：根据各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径对应的总长度，并将各初始无人机飞行路径对应的总长度除以无人机预设飞行速度，得到各初始无人机飞行路径的飞行时长；

将各采集设备对应的单位能耗值累计，得到采集设备的总单位能耗值，并将采集设备的总单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值；将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值与各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值相加，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值；

基于数据库中存储的各类无人机单个供能设备的供能值和尺寸，提取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机对应的单个供能设备的供能值和尺寸，将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值除以单个供能设备的供能值，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量，并根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单个供能设备的尺寸，统计各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸作为各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据。

优选地，所述确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，具体确认过程如下：将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸进行对应对比，设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，并分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数；

从各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数中选择最小综合飞行成本评估指数对应的初始无人机飞行路径中以及参考无人机类型，作为目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型。

优选地，所述设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，具体过程如下：将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗进行相互对比，从中选择最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，分别作为无人机的最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，将无人机的最大飞行总能耗减去最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗差，并将无人机的总能耗差除以最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量进行相互对比，从中选择最多供能设备数量和最少供能设备数量，分别作为无人机的最多供能设备数量和最少供能设备数量，将无人机的最多供能设备数量减去最少供能设备数量，得到无人机对应的供能设备数量差，并将无人机的供能设备数量差除以最少供能设备数量，得到无人机的供能设备数量波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸进行相互对比，从中选择最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，分别作为无人机的最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，将无人机的供能设备总尺寸减去最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸差，并将无人机的供能设备总尺寸差除以最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸波动率；

将无人机的总能耗波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到飞行总能耗权重因子；将无人机的供能设备数量波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和得到供能设备数量权重因子；将无人机的设备总尺寸波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到供能设备总尺寸权重因子。

优选地，所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数，具体分析过程如下：将无人机的最小飞行总能耗、最少供能设备数量和最小供能设备总尺寸分别标记为、/>和/>，并将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸分别记为/>、/>和/>，j表示各初始无人机飞行路径的编号，j=1,2,......，m，f表示各类参考无人机的编号，f=1,2,......,q，m和q均为大于2的任意整数，同时将各初始无人机飞行路径对应的总长度标记为/>，并从中选择最小总长度作为无人机的最小飞行长度，标记为/>；

依据综合飞行成本评估指数的分析公式：

，分析出第j个初始无人机飞行路径中第f个类参考无人机的综合飞行成本评估指数/>，式中，/>、/>、/>分别表示飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，e表示自然常数。

本发明的有益效果在于：本发明实施例提供了一种无人机地理信息数据采集系统，根据各禁飞区域的限制噪音分贝和各生态区域的许可污染气体数据，选取各初始无人机飞行路径的各类参考无人机，并对各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的能耗和供能设备进行分析，确认各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行成本，再选取无人机飞行路径以及无人机类型，解决了传统技术中人工选取的不足，大大的提高了无人机数据采集的合规性，有效限制了无人机的噪音干扰和环境污染，保障无人机飞行的成本，同时保障无人机数据采集的高效性和飞行的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统结构连接示意图。

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。

请参阅图1所示，本发明实施例提供了一种无人机地理信息数据采集系统，包括如下模块：采集路径生成模块、无人机类型分析模块、飞行成本分析模块、飞行确认模块、执行终端和数据库。

采集路径生成模块，用于获取目标地理采集区域的三维空间地图，生成各初始无人机飞行路径，并获取目标地理采集区域中无人机预设飞行速度；

需要说明的是，无人机地理信息数据采集系统与地图平台连接，获取目标地理采集区域的三维空间地图，同时技术人员将预定义路径生成模型上传至无人机地理信息数据采集系统中，将目标地理采集区域的三维空间地图导入预定义路径生成模型中进行分析，得到各初始无人机飞行路径，同时技术人员将目标地理采集区域中无人机预设飞行速度上传至无人机地理信息数据采集系统中。

无人机类型分析模块，用于从目标地理采集区域的三维空间地图定位出各禁飞区域的位置和各生态区域对应的位置，并确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机；

需要说明的是，禁飞区域包括私人住宅、私人俱乐部等，生态区域包括河流、种植区等。

在一个具体的实施例中，所述确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机，具体确认过程如下：根据各禁飞区域对应的位置、各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据；

需要说明的是，污染气体数据包括二氧化碳浓度、一氧化碳浓度等。

上述中，所述获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据，具体获取过程如下：根据各禁飞区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，得到各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离，并从数据库中提取禁飞区域的限制噪音分贝和预设声学传播模型，将各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离和禁飞区域的限制噪音分贝通过预设声学传播模型计算，得到各初始无人机飞行路径在经过各禁飞区域时的许可噪音分贝，从中选取最小许可噪音分贝作为各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝；

需要说明的是，禁飞区域的限制噪音分贝由民航管理机构规定，通过查询得到禁飞区域的限制噪音分贝，并存储在数据库中，同时技术人员将预设声学传播模型上传至数据库中存储。

还需要说明的是，预设声学传播模型表达式为：，式中，/>为第j个初始无人机飞行路径在经过第i个禁飞区域时的许可噪音分贝，/>为设定的的声衰减系数，表示禁飞区域的限制噪音分贝，/>为第i个禁飞区域与第j个初始无人机飞行路径之间的距离，j表示各初始无人机飞行路径的编号，j=1,2,......，m，i表示各禁飞区域的编号，i=1,2,......,n，m、n均为大于2的任意整数。

再次需要说明的是，声衰减系数可通过在搜索平台查询得到。

根据各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，提取各初始无人机飞行路径与各生态区域之间的重合区域面积，记为各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，并从数据库中提取各生态区域的许可污染气体数据，将各生态区域的许可污染气体数据除以各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，得到各初始无人机飞行路径在各生态区域的许可单位飞行面积污染气体数据，从中选取最小许可单位飞行面积污染气体数据作为各初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据。

需要说明的是，各生态区域的许可污染气体数据由各生态区域的管理部门规定，通过查询得到各生态区域的许可污染气体数据，并存储在数据库中。

从数据库中提取各类无人机对应的标准噪音分贝和标准单位飞行面积污染气体数据，并分别与各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据进行对应对比，若某类无人机对应的标准噪音分贝小于或者等于某初始无人机飞行路径的许可噪音分贝，且该类无人机对应的标准单位飞行面积污染气体数据小于或者等于该初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据，则将该类无人机作为该初始无人机飞行路径对应的参考无人机类型，由此得到各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机。

需要说明的是，在各类无人机出厂质检时，厂家对各类无人机进行运行测试，得到各类无人机对应的标准噪音分贝和标准单位飞行面积污染气体数据等，并记录在各类无人机的说明书中，无人机地理信息数据采集系统扫描各类无人机的说明书内容，并存储至数据库中。

飞行成本分析模块，用于获取目标地理采集区域在地理信息数据采集时需要的各采集设备，记为各采集设备，提取各采集设备对应的单位能耗值，并获取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值，同时根据无人机预设飞行速度，分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据；

需要说明的是，由技术人员根据目标地理采集区域需要采集的数据类型确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时需要的各采集设备，各采集设备包括但不仅限于红外传感器、摄像头。各采集设备的单位能耗值为单位时间的耗电量。数据库中存储有各采集设备的说明书，从各采集设备的说明书中提取各采集设备对应的单位能耗值。

在一个具体的实施例中，所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，具体分析过程如下：根据各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径对应的总长度，并将各初始无人机飞行路径对应的总长度除以无人机预设飞行速度，得到各初始无人机飞行路径的飞行时长；

将各采集设备对应的单位能耗值累计，得到采集设备的总单位能耗值，并将采集设备的总单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值；将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值与各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值相加，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值；

基于数据库中存储的各类无人机单个供能设备的供能值和尺寸，提取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机对应的单个供能设备的供能值和尺寸，将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值除以单个供能设备的供能值，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量，并根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单个供能设备的尺寸，统计各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸；

需要说明的是，供能设备包括电池等储能设备。供能值为供能设备的最大可供电量。从数据库中各类无人机的说明书中提取各类无人机单个供能设备的供能值和尺寸。

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸作为各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据。

飞行确认模块，用于根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型；

在一个具体的实施例中，所述确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，具体确认过程如下：将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸进行对应对比，设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，并分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数；

上述中，所述飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子、供能设备总尺寸权重因子，具体通过各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸进行量化数值评价，分析出各初始无人机飞行路径中各类参考无人机飞行总能耗、供能设备数量和供能设备总尺寸的数值波动情况，用于在各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数分析时，作为飞行总能耗、供能设备数量和供能设备总尺寸的重要性占比。

所述各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数，具体通过飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子、供能设备总尺寸权重因子、各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据和各初始无人机飞行路径对应的总长度进行量化数值评估，分析出各初始无人机飞行路径中各类参考无人机飞行成本情况的数值评估结果，作为确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型的依据。

上述中，所述设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，具体过程如下：将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗进行相互对比，从中选择最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，分别作为无人机的最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，将无人机的最大飞行总能耗减去最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗差，并将无人机的总能耗差除以最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量进行相互对比，从中选择最多供能设备数量和最少供能设备数量，分别作为无人机的最多供能设备数量和最少供能设备数量，将无人机的最多供能设备数量减去最少供能设备数量，得到无人机对应的供能设备数量差，并将无人机的供能设备数量差除以最少供能设备数量，得到无人机的供能设备数量波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸进行相互对比，从中选择最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，分别作为无人机的最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，将无人机的供能设备总尺寸减去最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸差，并将无人机的供能设备总尺寸差除以最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸波动率；

需要说明的是，尺寸包括长度、宽度、重量等。

还需要说明的是，当无人机需要搭载的功能设备的数量和尺寸越大，导致无人机的剩余空间就越小，可搭载的采集设备就越少，无法保障数据采集的丰富性，同时无人机的飞行重量增加，在无人机飞行时增加无人机的损耗，增加后续无人机的维护成本，也在一定程度上降低无人机飞行时的稳定性，影响数据采集结果的精准性。

将无人机的总能耗波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到飞行总能耗权重因子；将无人机的供能设备数量波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和得到供能设备数量权重因子；将无人机的设备总尺寸波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到供能设备总尺寸权重因子。

上述中，所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数，具体分析过程如下：将无人机的最小飞行总能耗、最少供能设备数量和最小供能设备总尺寸分别标记为、/>和/>，并将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸分别记为/>、/>和/>，j表示各初始无人机飞行路径的编号，j=1,2,......，m，f表示各类参考无人机的编号，f=1,2,......,q，m和q均为大于2的任意整数，同时将各初始无人机飞行路径对应的总长度标记为/>，并从中选择最小总长度作为无人机的最小飞行长度，标记为/>；

依据综合飞行成本评估指数的分析公式：

，分析出第j个初始无人机飞行路径中第f个类参考无人机的综合飞行成本评估指数/>，式中，/>、/>、/>分别表示飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，e表示自然常数。

从各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数中选择最小综合飞行成本评估指数对应的初始无人机飞行路径中以及参考无人机类型，作为目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型。

执行终端，用于根据目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，执行相应的操作。

数据库，用于存储各类无人机的说明书、各采集设备的说明书，存储禁飞区域的限制噪音分贝、预设声学传播模型、各生态区域的许可污染气体数据，其中各类无人机的说明书中存储有各类无人机对应的标准噪音分贝、标准单位飞行面积污染气体数据、单个供能设备的供能值和尺寸，各采集设备的说明书中存储有各采集设备对应的单位能耗值。

本发明实施例通过根据各禁飞区域的限制噪音分贝和各生态区域的许可污染气体数据，选取各初始无人机飞行路径的各类参考无人机，并对各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的能耗和供能设备进行分析，确认各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行成本，再选取无人机飞行路径以及无人机类型，解决了传统技术中人工选取的不足，大大的提高了无人机数据采集的合规性，有效限制了无人机的噪音干扰和环境污染，保障无人机飞行的成本，同时保障无人机数据采集的高效性和飞行的稳定性。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本说明书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种无人机地理信息数据采集系统，其特征在于，包括如下模块：

采集路径生成模块，用于获取目标地理采集区域的三维空间地图，生成各初始无人机飞行路径，并获取目标地理采集区域中无人机预设飞行速度；

无人机类型分析模块，用于从目标地理采集区域的三维空间地图定位出各禁飞区域的位置和各生态区域对应的位置，并确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机；

所述确认各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机，具体确认过程如下：

根据各禁飞区域对应的位置、各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据；

从数据库中提取各类无人机对应的标准噪音分贝和标准单位飞行面积污染气体数据，并分别与各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据进行对应对比，若某类无人机对应的标准噪音分贝小于或者等于某初始无人机飞行路径的许可噪音分贝，且该类无人机对应的标准单位飞行面积污染气体数据小于或者等于该初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据，则将该类无人机作为该初始无人机飞行路径对应的参考无人机类型，由此得到各初始无人机飞行路径对应的各类参考无人机；

飞行成本分析模块，用于获取目标地理采集区域在地理信息数据采集时需要的各采集设备，记为各采集设备，提取各采集设备对应的单位能耗值，并获取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值，同时根据无人机预设飞行速度，分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据；

所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，具体分析过程如下：

根据各初始无人机飞行路径，获取各初始无人机飞行路径对应的总长度，并将各初始无人机飞行路径对应的总长度除以无人机预设飞行速度，得到各初始无人机飞行路径的飞行时长；

将各采集设备对应的单位能耗值累计，得到采集设备的总单位能耗值，并将采集设备的总单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值；将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单位能耗值与各初始无人机飞行路径的飞行时长相乘，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的总能耗值与各初始无人机飞行路径中采集设备的总能耗值相加，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值；

基于数据库中存储的各类无人机单个供能设备的供能值和尺寸，提取各初始无人机飞行路径中各类参考无人机对应的单个供能设备的供能值和尺寸，将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值除以单个供能设备的供能值，得到各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量，并根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的单个供能设备的尺寸，统计各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸作为各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据；

飞行确认模块，用于根据各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的成本数据，确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型；

所述确认目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，具体确认过程如下：

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸进行对应对比，设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，并分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数；

从各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数中选择最小综合飞行成本评估指数对应的初始无人机飞行路径中以及参考无人机类型，作为目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型；

所述设置飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，具体过程如下：

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗进行相互对比，从中选择最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，分别作为无人机的最大飞行总能耗和最小飞行总能耗，将无人机的最大飞行总能耗减去最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗差，并将无人机的总能耗差除以最小飞行总能耗，得到无人机的总能耗波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备数量进行相互对比，从中选择最多供能设备数量和最少供能设备数量，分别作为无人机的最多供能设备数量和最少供能设备数量，将无人机的最多供能设备数量减去最少供能设备数量，得到无人机对应的供能设备数量差，并将无人机的供能设备数量差除以最少供能设备数量，得到无人机的供能设备数量波动率；

将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的供能设备总尺寸进行相互对比，从中选择最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，分别作为无人机的最大供能设备总尺寸和最小供能设备总尺寸，将无人机的供能设备总尺寸减去最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸差，并将无人机的供能设备总尺寸差除以最小供能设备总尺寸，得到无人机的供能设备总尺寸波动率；

将无人机的总能耗波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到飞行总能耗权重因子；将无人机的供能设备数量波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和得到供能设备数量权重因子；将无人机的设备总尺寸波动率除以总能耗波动率、供能设备数量波动率和供能设备总尺寸波动率的总和，得到供能设备总尺寸权重因子；

所述分析各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的综合飞行成本评估指数，具体分析过程如下：

将无人机的最小飞行总能耗、最少供能设备数量和最小供能设备总尺寸分别标记为W_min、N_min和C_min，并将各初始无人机飞行路径中各类参考无人机的飞行总能耗值、供能设备数量和供能设备总尺寸分别记为W_jf、N_jf和C_jf，j表示各初始无人机飞行路径的编号，j＝1,2,......，m，f表示各类参考无人机的编号，f＝1,2,......,q，m和q均为大于2的任意整数，同时将各初始无人机飞行路径对应的总长度标记为L_j，并从中选择最小总长度作为无人机的最小飞行长度，标记为L_min；

依据综合飞行成本评估指数的分析公式：分析出第j个初始无人机飞行路径中第f个类参考无人机的综合飞行成本评估指数α_jf，式中，ε₁、ε₂、ε₃分别表示飞行总能耗权重因子、供能设备数量权重因子和供能设备总尺寸权重因子，e表示自然常数；

执行终端，用于根据目标地理采集区域在地理信息数据采集时的无人机飞行路径以及无人机类型，执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的一种无人机地理信息数据采集系统，其特征在于，所述获取各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝和许可单位飞行面积污染气体数据，具体获取过程如下：

根据各禁飞区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，得到各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离，并从数据库中提取禁飞区域的限制噪音分贝和预设声学传播模型，将各禁飞区域与各初始无人机飞行路径之间的距离和禁飞区域的限制噪音分贝通过预设声学传播模型计算，得到各初始无人机飞行路径在经过各禁飞区域时的许可噪音分贝，从中选取最小许可噪音分贝作为各初始无人机飞行路径的许可噪音分贝；

预设声学传播模型表达式为：式中，Y_ij为第j个初始无人机飞行路径在经过第i个禁飞区域时的许可噪音分贝，κ为设定的的声衰减系数，Y_min表示禁飞区域的限制噪音分贝，L_ij为第i个禁飞区域与第j个初始无人机飞行路径之间的距离，j表示各初始无人机飞行路径的编号，j＝1,2,......，m，i表示各禁飞区域的编号，i＝1,2,......,n，m、n均为大于2的任意整数；

根据各生态区域对应的位置和各初始无人机飞行路径，提取各初始无人机飞行路径与各生态区域之间的重合区域面积，记为各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，并从数据库中提取各生态区域的许可污染气体数据，将各生态区域的许可污染气体数据除以各初始无人机飞行路径在各生态区域的污染面积，得到各初始无人机飞行路径在各生态区域的许可单位飞行面积污染气体数据，从中选取最小许可单位飞行面积污染气体数据作为各初始无人机飞行路径的许可单位飞行面积污染气体数据。