CN201203421Y - 森林灾害航空监测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高集成度的森林灾害航空监测平台，包括姿态传感器、方位角传感器、GPS、高度传感器、主控制器和多轴稳定平台，其特征在于：所述主控制器通过串行数据接口分别连接所述姿态传感器、方位角传感器、GPS和高度传感器，从而连续记录相应的四组时空参数；所述主控制器将位置信号传递给多轴稳定平台；所述主控制器还与高速通讯端口连接，将时空参数传递给勾绘/图像采集计算机。采用该森林灾害航空监测平台能够大幅度提高森林灾害航空调查的工作效率，提高数据的处理速度与定位精度，实施有效的监督检查。

Description

森林灾害航空监测平台

技术领域

本实用新型涉及森林灾害的航空遥感稳定平台与时间、空间信息自动采集相集成的技术，特别是一种森林灾害航空监测平台。

背景技术

目前高精度航空稳定平台和参数自动记录系统在航空监测中已有广泛应用，但价格昂贵，环境要求高，使用复杂，无法满足农林快速作业要求，且集成性较差，设备维护困难。研制中低精度的森林灾害航空监测平台，即将航空稳定平台、参数自动记录系统、时间标签发生器等集成起来，形成专用的航空监测平台，用于森林灾害航空监测，提高森林灾害的监测能力。

实用新型内容

本实用新型针对现有应用系统中存在的技术缺陷或不足，提供一种高集成度的森林灾害航空监测平台，以便大幅度提高森林灾害航空调查的工作效率，提高数据的处理速度与定位精度，实施有效的监督检查。

本实用新型的技术方案如下：

森林灾害航空监测平台，包括姿态传感器、方位角传感器、GPS、高度传感器、主控制器和多轴稳定平台，其特征在于：所述主控制器通过串行数据接口分别连接所述姿态传感器、方位角传感器、GPS和高度传感器，从而连续记录相应的四组时空参数；所述主控制器将位置信号传递给多轴稳定平台；所述主控制器还与高速通讯端口连接，将时空参数传递给勾绘/图像采集计算机。

所述主控制器包括单片机，所述单片机分别与串口管理芯片、存储器、实时时钟、高速通讯端口控制器、调制解调器互连。

所述主控制器还连接有影像传感器，所述主控制器将时间标签传送给影像传感器的音频口，实现与图像的同步记录。

所述主控制器还连接有电源适配器，用于对飞机上电源进行电压转换并为各模块供电。

所述主控制器还连接或集成设置有音频接口，用于航空摄像。

所述主控制器将音频的时间标签数据还原成串行数据，通过高速通讯端口发送给图像后处理计算机。

所述高速通讯端口包括USB端口或以太网端口。

所述主控制器上直接集成高度传感器和/或视频设备。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型的森林灾害航空监测平台，是一种适用于航空电子勾绘作业和航空摄像作业的森林灾害航空数据获取平台，可大幅度提高森林灾害监测调查的工作效率和精度。采用该设备，可以方便、快速地实施大范围的航空监测。

本实用新型的森林灾害航空监测平台，把现有成熟的电子信息技术与森林灾害航空遥感数据的获取技术有机结合，将航空稳定平台、参数自动记录系统、时间标签发生器等集成起来，可为航空电子勾绘与航空摄像提供连续的时空参数，从而大大提高了森林灾害监测调查数据的科学性、准确性以及工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的模块结构示意图。

图2是本实用新型的主控制器电路结构原理示意图。

附图中本领域通用的外文缩写解释如下：

GPS：全球定位系统。COM：串行数据接口。

具体实施方式

下面结合附图(图1-图2)对本实用新型做出进一步说明。

图1是实施本实用新型的模块结构示意图。具体说明如下：森林灾害航空监测平台主要由姿态传感器、方位角传感器、GPS、高度传感器、主控制器、多轴稳定平台、影像传感器和电源适配器等独立模块构成，通过相应的通讯端口互联实现功能的集成。各功能模块说明如下：

1.姿态传感器

用于连续测定影像传感器的姿态信息，即俯仰角与侧滚角。

2.方位角传感器

用于连续测定影像传感器的方位信息。

3.GPS

用于连续测定影像传感器当前所在的空间位置。

4.高度传感器

用于连续测定影像传感器的离地高度信息。

5.主控制器

用于采集/存储四组时空参数，产生时间标签，提供姿态控制信号，输出时空参数。

6.多轴稳定平台

在姿态控制信号的控制下，使影像传感器处于稳定姿态。

7.影像传感器

用于采集瞬间或连续影像数据。

8.电源适配器

对飞机上电源进行电压转换并为其他各模块供电。

图2是实施本实用新型的主控制器电路结构原理示意图。结合图2说明如下：实施本实用新型的主控制器电路包括：串口管理芯片、存储器、实时时钟、单片机、高速通讯端口控制器、调制解调器等。各部分功能说明如下：

1.串口管理芯片

同步接收四组串口数据。

2.存储器

存储时空参数。

3.实时时钟

产生实时时间标签。

4.单片机

它是主控制器的中心处理单元。单片机控制串口管理芯片，并从其中读取数据；对存储器进行读写，以保存或读取时空参数；读取实时时间参数；控制高速通讯端口控制器，以通过他们与计算机交换时空参数；控制调制解调器，以音频形式实现数据交换。

5.高速通讯端口控制器

与计算机交换时空参数。

6.调制解调器

通过音频实现与影像传感器交换时间标签数据。

由主控制器电路结构原理可以看出，主控制器是一种附加有专业功能的单片机。该单片机所控制的串口管理芯片连接姿态传感器、方位角传感器、GPS、高度传感器，用于获取时间、位置、姿态、方位、离地高度等时空参数；单片机读取实时时钟产生的时间数据、转换为时间标签后，按要求向各个端口进行发送；单片机控制高速通讯端口控制器，向视频设备接口或勾绘/图像采集计算机接口发送带时间标签的各种空间参数。

本专利中各模块间协同工作过程如下：

在航空数据获取时，GPS可获得当前位置信息，高度传感器获得离地高度信息，方位角传感器获得方位信息，姿态传感器获得姿态信息。主控制器采集上述四种信息后，一方面控制多轴稳定平台，实现影像传感器的姿态稳定；另一方面将上述四种信息连同实时时钟产生的时间标签一起传输给勾绘/图像采集计算机。主控制器还同时将上述时空参数保存到存储器中；主控制器还将时间标签通过调制解调器转换为音频，对影像传感器的图像进行时间标记。

在航空数据后处理时，本实用新型的主控制器可通过高速通讯端口与图像后处理计算机实现同步；还可将所记录的时空参数从主控制器的存储器上载到图像后处理计算机。

应用本实用新型的实际作业流程说明如下：

1.主控制器的配置

在静止状态加电，初始化各传感器。

2.森林灾害勾绘与记录

主要指图像和相关时空参数的自动采集与记录。

3.森林灾害图像的后处理

通过主控制器将数据上载到图像后处理计算机，利用同步的时空参数对图像进行后期处理。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，例如，图2中表示了两个高速通讯端口控制器，显然其数量可以按需要确定。总之，一切不脱离本发明创造的实质内容的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (8)

1.森林灾害航空监测平台，包括姿态传感器、方位角传感器、GPS、高度传感器、主控制器和多轴稳定平台，其特征在于：所述主控制器通过串行数据接口分别连接所述姿态传感器、方位角传感器、GPS和高度传感器，从而连续记录相应的四组时空参数；所述主控制器将位置信号传递给多轴稳定平台；所述主控制器还与高速通讯端口连接，将时空参数传递给勾绘/图像采集计算机。

2.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器包括单片机，所述单片机分别与串口管理芯片、存储器、实时时钟、单片机、高速通讯端口控制器、调制解调器互连。

3.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器还连接有影像传感器，所述主控制器将时间标签传送给影像传感器的音频接口，实现与图像的同步记录。

4.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器还连接有电源适配器，用于对飞机上电源进行电压转换并为各模块供电。

5.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器还连接或集成设置有音频接口，用于供航空摄像。

6.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器将音频的时间标签数据还原成串行数据，通过高速通讯端口发送给图像后处理计算机。

7.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述高速通讯端口包括USB端口或以太网端口。

8.根据权利要求1所述的森林灾害航空监测平台，其特征在于：所述主控制器上直接集成高度传感器和/或视频设备。

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