CN207649604U - 一种基于无人机的智能地形勘测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无人机的智能地形勘测系统，包括无人机机体，无人机机体中安装有驱动机构，无人机机体中还设置有飞行控制器，驱动机构与飞行控制器连接；还包括地面工作站和设置在无人机机体中的距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块；地面工作站通过无线传输模块与飞行控制器连接，距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块分别与飞行控制器连接。本实用新型实现了用无人机完成修路之前的地形勘测工作，使得地形勘测工作的难度明显降低，地形勘测的准确度更高，勘测人员在勘测工作中的危险性降低，地形勘测的成本大幅度的降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机领域，尤其是涉及一种基于无人机的智能地形勘测系统。
背景技术
随着我国经济的发展，对于道路的需求日益增加，年增加里程近10万公里。众所周知，在修建道路之前需要进行地质勘测，地质勘测是对建设场地的地形、地貌、地质构造以及水文地质条件等数据进行收集，然后再将数据进行整合和分析评价得出道路修建的最优方案。现在有大部分的道路都是在偏远山区修建，在加上道路修建的距离都很长，使得修建道路需要勘测的地质面积极大，因此修建道路中地形勘测工作的难度极大；现在地形勘测都是采用大量的人力到需要修剪道路的地方进行勘测，现在采用人力勘测地形的方式使得地形勘测的效率极地；另外由于地形差距大，再加上勘测人员的操作存在误差，导致现在地形勘测的精确度不高；另外勘测人员都需要到实地进行勘测，有的甚至要在深山中进行勘测，导致勘测人员在勘测作业中危险性极高；由于需要勘测的面积极大，需要多个人员同时进行勘测，并且勘测时间长，导致现在的地形勘测作业的成本极高。
实用新型内容
针对现有技术中的上述问题，本实用新型提出了一种基于无人机的智能地形勘测系统，解决了现在的地形勘测技术对地形勘测的难度大、勘测精确度低、勘测人员在勘测作业中危险性大以及现在的勘测作业成本高等技术问题。
本实用新型的技术方案为：一种基于无人机的智能地形勘测系统，包括无人机机体，所述无人机机体中安装有驱动机构，所述无人机机体中还设置有飞行控制器，所述驱动机构与飞行控制器连接；还包括地面工作站和设置在无人机机体中的距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块；所述地面工作站通过无线传输模块与飞行控制器连接，所述距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块分别与飞行控制器连接。
进一步地，所述距离传感器为激光传感器。
进一步地，所述驱动机构为驱动电机。
进一步地，所述无人机机体中设置有机体自平衡模块，所述机体自平衡模块与飞行控制器连接。
进一步地，所述机体自平衡模块包括磁场传感器，所述磁场传感器与飞行控制器连接。
进一步地，所述机体自平衡模块还包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器和角速度传感器分别与飞行控制器连接。
进一步地，所述地面工作站中包括PC端，所述PC端中设有数据接收储存模块、数据分析模块、绘图模块以及指令发送模块，所述数据接收储存模块和指令发送模块均与无线传输模块连接，所述数据分析模块分别与数据接收储存模块和绘图模块连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
①本实用新型通过将无人机飞行到目标区域的上空，通过雷达模块对无人进行定位，然后再通过GPS模块将无人机按照预先设定的勘测轨迹进行导航，保证无人机按照设定的勘测路线飞行，并且可以获知无人机的GPS坐标，然后通过气压海拔测量模块对无人机的海拔高度和大气气压进行测量，同时通过距离传感器可以测量出无人机与地面之间的高度，将测量的数据传回地面工作站中进行计算得到地面海拔和每个点对应的GPS坐标，然后绘制得到目标地区的三维图和二维等高地形图；与现在采用人工勘测地形的方式相比，两个勘测人员一个月收集的数据量，采用本实用新型10个小时就能完成同样的工作量，减小了地形勘测的难度，明显的减少了地形勘测耗费的时间，极大的缩短了工期，节省了大量的人力和财力，并且不需要勘测人员到实地中进行数据采集以及不存在勘测人员操作误差的问题，不仅大大的降低了勘测人员工作的危险性，还使得采集的数据精度大幅度提高。
②本实用新型在无人机机体中设置超声波传感器，这样使得无人机在飞行的过程中出现障碍的情况下，超声波传感器能够第一时间对障碍物进行检测，并且将检测的信息传递到飞行控制器中，飞行控制器可以及时对无人机的飞行路线进行微调，避免了无人机在地形勘测过程中撞到障碍物被损坏的情况发生。
③本实用新型中设置自平衡模块，对无人机飞行环境中的磁场参数进行检测后传回飞行控制器中，然后飞行控制器通过磁场参数的变化对无人机机体的水平面旋转的角度进行控制和调整，同时对无人机的加速度和角速度进行检测，将检测数据传回飞行控制器对无人机的俯仰角以及横滚角进行控制和调整，这样多个参数用于对无人机的飞行姿态进行控制和调节，避免了无人机受到一个参数的骤变导致无人机的飞行姿态骤变或者坠机的情况发生，这样使得无人机的飞行状态更加的稳定，采集的数据也更加精确，使得地形勘测的精确度明显提高。
附图说明
图1为本实用新型一种基于无人机的智能地形勘测系统的控制流程框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型中的技术方案进一步说明。
参照附图1，本实用新型包括无人机机体，无人机机体中安装有驱动机构，无人机机体中还设置有飞行控制器1，驱动机构与飞行控制器1连接；还包括地面工作站2和设置在无人机机体中的距离传感器、气压海拔测量模块3、超声波传感器4、雷达模块5以及GPS模块6；地面工作站2通过无线传输模块7与飞行控制器1连接，距离传感器、气压海拔测量模块3、超声波传感器4、雷达模块5以及GPS模块6分别与飞行控制器1连接。
距离传感器为激光传感器8；激光传感器8的测量范围广，能够在低温、强磁场以及超高真空的环境下使用，激光传感器8受外界环境因素的影响极小，使得激光传感器8测量距离的准确度高，使得勘测地形的精确度更高，使得本实用新型能够在各种极端的环境条件下使用。
驱动机构为驱动电机9。
无人机机体中设置有机体自平衡模块10，机体自平衡模块10与飞行控制器1连接。
机体自平衡模块10包括磁场传感器101，磁场传感器101与飞行控制器1连接。
磁场传感器101对无人机飞行环境中的磁场参数进行检测后传回飞行控制器1中，然后飞行控制器1通过磁场参数的变化对无人机机体的水平面旋转的角度进行控制和调整。
机体自平衡模块10还包括加速度传感器102和角速度传感器103，加速度传感器102和角速度传感器103分别与飞行控制器1连接；加速度传感器102对无人机的加速度进行检测和数据收集，角速度传感器103对角速度进行检测和收集，将检测数据传回飞行控制器1对无人机的俯仰角以及横滚角进行控制和调整。
地面工作站2中包括PC端，PC端中设有数据接收储存模块21、数据分析模块22、绘图模块23以及指令发送模块24，数据接收储存模块21和指令发送模块24均与无线传输模块7连接，数据分析模块22分别与数据接收储存模块21和绘图模块23连接。
数据接收储存模块21用于接收无人机中传回的各种数据并将数据进行储存，然后数据分析模块22对大数据进行分析计算和整合，得到地面的海拔高度和GPS坐标，然后将计算得到的结果传输到绘图模块23中，可以绘制得到目标地区的三维立体图和二维等高图，就实现了用无人机勘测地形的目的。
指令发送模块24用于发射无人机的控制命令，无人机的飞行控制器1中储存有预先设定的飞行路线，飞行路线可以设置在目标地区上空多次来回飞行，也可以从目标地区的外沿作为飞行起点，然后一圈一圈的向内螺旋飞行到目标地区的中线点停止；指令发送模块24可以发射自航模式，即按照预先设定的路线飞行，也可以在指令发送模块24中控制无人机的飞行状态和飞行路线，使得可以根据各种不同的地形选择合适的飞行方式，使得地形勘测的效率和精度更高。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于无人机的智能地形勘测系统，包括无人机机体，所述无人机机体中安装有驱动机构，所述无人机机体中还设置有飞行控制器，所述驱动机构与飞行控制器连接；其特征在于：还包括地面工作站和设置在无人机机体中的距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块；所述地面工作站通过无线传输模块与飞行控制器连接，所述距离传感器、气压海拔测量模块、超声波传感器、雷达模块以及GPS模块分别与飞行控制器连接。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述距离传感器为激光传感器。
3.如权利要求1所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述驱动机构为驱动电机。
4.权利要求1所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述无人机机体中设置有机体自平衡模块，所述机体自平衡模块与飞行控制器连接。
5.如权利要求4所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述机体自平衡模块包括磁场传感器，所述磁场传感器与飞行控制器连接。
6.权利要求4所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述机体自平衡模块还包括加速度传感器和角速度传感器，所述加速度传感器和角速度传感器分别与飞行控制器连接。
7.权利要求1所述的一种基于无人机的智能地形勘测系统，其特征在于：所述地面工作站为PC端，所述PC端中设有数据接收储存模块、数据分析模块、绘图模块以及指令发送模块，所述数据接收储存模块和指令发送模块均与无线传输模块连接，所述数据分析模块分别与数据接收储存模块和绘图模块连接。
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