CN205787913U - 一种古民居三维数字化建模的无人机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种古民居三维数字化建模的无人机系统，包括无人机机体、控制模块、姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头和激光扫描头；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头均连接控制模块；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头和控制模块均安装在无人机机体上。采用本实用新型，能更好地获取古民居三维数据。能穿越古民居内部飞行，并避免碰撞古民居。

Description

一种古民居三维数字化建模的无人机系统

技术领域

本实用新型涉及无人机建模技术领域。

背景技术

古民居是珍贵的文化遗产，这些古建筑有较高的历史价值、艺术价值和科学价值。目前对古建筑数字化及三维建模技术的研究有较大发展，也有利于对古建筑的进一步保护。古建筑三维数字化建模研究的起点是数据的获取。目前基础数据的获取方法主要有:1)传统的方法，组织大规模人力现场采集测量，积累了大量的古建筑工程测绘图纸和文档资料。2)随着数码摄影的广泛使用，利用数码摄影技术记录古建筑的二维影像也是基础数据的来源之一。3)随着三维扫描技术的不断发展完善，对古建筑进行非接触式三维扫描来获取古建筑的三维点云数据。由于古民居空间高大，续航时间需更长，因此，在设计用于古民居三维数字化建模的无人机及无人机古民居三维数字化建模系统时，需要在现有技术基础上作进一步改进。

现有技术中，申请号为CN201510897130.4的中国发明公开了一种用于人体三维建模的无人机及其应用，涉及无人机建模领域，该装置包括主体机身；摄像装置，其设于所述主体机身上；摄像控制装置，其控制摄像装置摄像；信号接收装置，其与摄像控制装置相连；控制装置，其控制无人机飞行。以及测距装置，其测量无人机与待建模的人体之间的距离。CN201520721911.3本实用新型提供了一种自动三维空间测距避让和穿越飞行的无人机，包括：一无人机主体；一飞行控制器，设置于所述无人机主体的内部；一防护支架，固定在所述无人机主体上；多个测距传感器，至少四个测距传感器分别等距环形安装在所述防护支架的外侧，至少两个测距传感器分别安装在无人机主体的上下方，分别测量水平方向和垂直方向的距离，测距传感器随时将距离数据传输给飞行控制器，分析距离数据，同时无线传输给操作员，使得操作员可以及时根据障碍的方向改变无人机的飞行路线，无人机再接受远程遥感信号来控制飞行，在保障无人机的安全完整前提下，更有利于穿越各种的建筑物门窗或动植物间间隙的立体空间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能更好地获取古民居三维数据的古民居三维数字化建模的无人机系统。

本实用新型的技术方案是：一种古民居三维数字化建模的无人机系统，包括无人机机体、控制模块、姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头和激光扫描头；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头均连接控制模块；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头和控制模块均安装在无人机机体上。

所述的古民居三维数字化建模的无人机系统还包括位于无人机机体底部的云台，高清摄像头、激光扫描头均安装在云台上。

云台上每隔120度位置安装一个摄像头和一个激光扫描头，整个云台共装有三个摄像头、三个激光扫描头，摄像头在上，激光扫描头在下。

所述的古民居三维数字化建模的无人机系统还包括安装于无人机机体顶部的差分GPS模块。

所述超声波测距模块包括四个超声波传感器，四个超声波传感器分别装于无人机机体的四角。

所述的古民居三维数字化建模的无人机系统还包括机上无线通信模块、地面操作员操控模块、地面操作员显示模块和地面无线通信模块；所述机上无线通信模块连接控制模块，机上无线通信模块安装在无人机机体上；地面操作员显示模块和地面无线通信模块连接地面操作员操控模块；机上无线通信模块与地面无线通信模块通信。

采用本实用新型，续航时间长，能更好地获取古民居三维数据。能穿越古民居内部飞行，并避免碰撞古民居；飞行器(无人机)悬停固定在一个点之后，摄像头和激光测距头，能够严格按规定要求角度旋转以实现逐行扫描，并将数据回传实现三维化，完成一个位置之后，能再换一个位置悬停继续工作。

附图说明

图1是本实用新型古民居三维数字化建模的无人机系统的连接关系示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种古民居三维数字化建模的无人机系统，包括无人机机体、控制模块、机上无线通信模块、姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头、云台、差分GPS模块、地面操作员操控模块、地面操作员显示模块和地面无线通信模块。

无人机机体设8轴，并设有云台，无人机机体承载下列模块：控制模块、机上无线通信模块、姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头、差分GPS模块。

控制模块用于控制无人机按地面操作员指令飞行、进行摄像及激光扫描。机上无线通信模块与地面无线通信模块通信、实时传输控制指令和测距、摄像及激光扫描所得数据。姿态飞控惯性模块通过惯性单元获得无人机姿态、实现无人机精确姿态飞控。超声波测距模块用于实时测量无人机与障碍物距离，四个超声波传感器分别装于无人机四角，反馈给控制模块后改变飞行状态以避免与障碍物相撞，在穿越古民居内部进行摄像及扫描时也可避免碰撞。气压高度检测模块用于通过实时测量无人机所在高度气压获得无人机所在精确高度，与GPS数据配合使用。差分GPS模块(无人机地理位置精确定位，装于无人机机体顶部。

云台位于无人机底部，云台每隔120度同位置安装一个摄像头和激光扫描头，整个云台共装有三个摄像头、三个激光扫描头，摄像头在上，激光扫描头在下，云台可根据控制要求上下左右精准摆动，实现同时采集古民居360视角的影像数据和精确的像素矢量位置，从而全方位地获取地物三维信息。

高清摄像头，采用至少120度视野以上高清摄像头，采集所得数据可用于古民居三维数字化的表面及纹理精确重建，高清摄像头装于无人机底部的云台上。

激光扫描头，激光扫描所得数据可用于古民居三维数字化像素精确矢量位置重建、装于无人机底部的云台上。

地面操作员操控模块用于操作员控制无人机。地面操作员显示模块用于操作员目视操作。地面无线通信模块与无人机的无线通信模块实现数据通信。

本实用新型中，古民居无人机三维建模跟人体三维建模的特点是能飞进古民居内部而不发生碰撞。本实用新型两个创新点，第一，有几个测距器(超声波传感器)来保障无人机能避免碰撞古民居和穿越内部飞行；第二，飞行器(无人机)悬停固定在一个点之后，摄像头和激光测距头，能够严格按规定要求角度旋转以实现逐行扫描，并将数据回传实现三维化，完成一个位置之后，再换一个位置悬停继续工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围不限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种古民居三维数字化建模的无人机系统，包括无人机机体、控制模块，其特征是，还包括姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头和激光扫描头；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头均连接控制模块；所述姿态飞控惯性模块、超声波测距模块、气压高度检测模块、高清摄像头、激光扫描头和控制模块均安装在无人机机体上。

2.根据权利要求1所述的古民居三维数字化建模的无人机系统，其特征是，还包括位于无人机机体底部的云台，高清摄像头、激光扫描头均安装在云台上。

3.根据权利要求2所述的古民居三维数字化建模的无人机系统，其特征是，云台上每隔120度位置安装一个摄像头和一个激光扫描头，整个云台共装有三个摄像头、三个激光扫描头，摄像头在上，激光扫描头在下。

4.根据权利要求1所述的古民居三维数字化建模的无人机系统，其特征是，还包括安装于无人机机体顶部的差分GPS模块。

5.根据权利要求1所述的古民居三维数字化建模的无人机系统，其特征是，所述超声波测距模块包括四个超声波传感器，四个超声波传感器分别装于无人机机体的四角。

6.根据权利要求1所述的古民居三维数字化建模的无人机系统，其特征是，还包括机上无线通信模块、地面操作员操控模块、地面操作员显示模块和地面无线通信模块；所述机上无线通信模块连接控制模块，机上无线通信模块安装在无人机机体上；地面操作员显示模块和地面无线通信模块连接地面操作员操控模块；机上无线通信模块与地面无线通信模块通信。