CN210221080U

CN210221080U - 一种集成深度相机的无人机测量设备及系统

Info

Publication number: CN210221080U
Application number: CN201920932105.9U
Authority: CN
Inventors: Zhiyong Song; 宋志勇; Hao Bai; 白皓; Hailong Zhang; 张海龙; Xinbo Ku; 库新勃
Original assignee: Northwest Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group
Current assignee: Northwest Electric Power Design Institute of China Power Engineering Consulting Group
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2029-06-19

Abstract

本实用新型提供一种集成深度相机的无人机测量设备及系统。测量设备包括无人机平台、RTK、传输装置和相机组件。测量系统包括测量设备和地面端。其中，RTK、传输装置和相机组件设置在无人机平台上；相机组件包括深度相机和光学相机。此结构的无人机测量设备，RTK获得无人机的三维坐标，深度相机获得测量目标点相对无人机的三维坐标，传输装置将测量结果输出至接收端，接收端将无人机的三维坐标加上目标点相对无人机的三维坐标即可得到目标点在世界坐标系下的三维坐标；无需人员进入测量区域即可实现测量，测量效率高，安全性高，不受地形环境、建筑设备等因素的影响；光学相机可获得目标区域的彩色图像，保证了被测物体纹理与位置信息的同时获取。

Description

一种集成深度相机的无人机测量设备及系统

技术领域

本实用新型涉及无人机测量技术领域，具体涉及一种集成深度相机的无人机测量设备及系统。

背景技术

传统野外精确测量作业中，主要是依靠外业人员手持RTK流动站去待测点进行手工测量并记录，实现对待测地物如房屋、道路等进行精确测量，获取测量地物的三维坐标。实际作业中，受地形环境、建筑设备等因素影响，部分区域人员难以进入，实施人工作业存在较大的安全隐患，导致作业效率较低。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的人工手持RTK流动站测量部分区域难以进入、存在较大安全隐患的缺陷。

为此，本实用新型提供一种集成深度相机的无人机测量设备，包括

无人机平台；

RTK，设置在所述无人机平台上；

传输装置，设置在所述无人机平台上；

相机组件，安装在所述无人机平台的下方；所述相机组件包括深度相机和光学相机。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，还包括云台；所述云台安装在所述无人机平台的下方；所述相机组件安装在所述云台上。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，所述云台为正射云台。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，所述相机组件位于所述无人机平台的正下方。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，所述无人机平台为多旋翼无人机。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，还包括主控单元，所述主控单元为单板机；所述单板机与所述RTK、传输装置和相机组件连接。

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量设备，所述传输装置包括图传移动端和数传移动端。

一种集成深度相机的无人机测量系统，包括

上述中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备；

地面端,与所述无人机测量设备连接；

可选地，上述的集成深度相机的无人机测量系统，所述地面端包括地面站、RTK基站、图传基站和数传基站；地面站与RTK基站、图传基站和数传基站连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的集成深度相机的无人机测量设备，包括无人机平台、RTK、传输装置和相机组件。其中，RTK、传输装置和相机组件设置在无人机平台上；相机组件包括深度相机和光学相机。此结构的无人机测量设备，通过无人机携带RTK和深度相机飞至目标点上方，RTK获得无人机的三维坐标，深度相机获得测量目标点相对无人机的三维坐标，传输装置将测量结果输出至接收端，接收端将无人机的三维坐标加上目标点相对无人机的三维坐标即可得到目标点在世界坐标系下的三维坐标；无需人员进入测量目标区域即可实现测量，测量效率高，安全性高，测量作业不受地形环境、建筑设备等因素的影响；光学相机可获得目标区域的彩色图像，保证了被测物体纹理与位置信息的同时获取。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例1中所提供的集成深度相机的无人机测量设备的示意图；

图2为本实用新型实施例2中所提供的集成深度相机的无人机测量系统的地面端的示意图；

附图标记说明：

1-无人机平台；2-RTK；3-正射云台；4-单板机；5-图传移动端；6-数传移动端；7-RGB-D相机；8-地面站；9-RTK基站；10-图传基站；11-数传基站。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种集成深度相机的无人机测量设备，如图1所示，其包括无人机平台1、RTK2、传输装置和相机组件。其中，RTK2、传输装置和相机组件设置在无人机平台1上；相机组件包括深度相机和光学相机。此结构的无人机测量设备，通过无人机携带RTK2和深度相机，无人机飞至目标点上方，RTK2获得无人机的三维坐标，深度相机获得目标点相对无人机的三维坐标，传输装置将测量结果输出至接收端，接收端将无人机的三维坐标加上目标点相对无人机的三维坐标即可得到目标点在世界坐标系下的三维坐标；无需人员进入待测量目标区域即可实现测量，测量效率高，安全性高，测量作业不受地形环境、建筑设备等因素的影响。

优选地，集成深度相机的无人机测量设备还包括云台，比如，云台为正射云台3，正射云台3挂载在无人机平台1的正下方；相机组件为RGB-D相机7，RGB-D相机7上搭载深度相机和光学相机；RGB-D相机7通过螺丝安装在正射云台3的正下方，无论无人机在何种飞行姿态下，正射云台3可使RGB-D相机7保持垂直向下的正射视角姿态，RGB-D相机7姿态保持精度高，深度相机获得的目标点的三维坐标精度高，从而获得目标点的精确位置；同时省去了复杂的POS姿态测量系统，使整个无人机测量设备结构简单。

光学相机可在获取目标点精确位置的同时获取相应的目标的彩色图像，保证了被测物体纹理与位置信息的同时获取，可用于野外测量作业中像控点或控制点的快速测量。

最佳地，无人机平台1为多旋翼无人机，比如，为六旋翼无人机，可以在待测目标区域上方定点盘旋，实现目标区域内位置的精确测量。同时与单旋翼相机相比，结构简单、安全性高，使用成本低。

优选地，传输装置包括图传移动端5和数传移动端6；集成深度相机的无人机测量设备还包括主控单元，比如主控单元为单板机4；单板机4与RTK2、图传移动端5、数传移动端6、光学相机和深度相机有线连接。在测量时，单板机4控制深度相机和光学相机进行测量，无人机上搭载高精度的RTK2获得无人机的精确位姿参数信息，单板机4采集深度相机测得的目标点相对无人机的三维坐标、光学相机测得的目标点的彩色图像、RTK2获得的无人机位姿信息后，通过数传移动端6将无人机的位姿信息发送至地面接收端，图传移动端5将目标点相对无人机的三维坐标和彩色图像传输至地面接收端，接收端获得的无人机的三维坐标加上目标点相对无人机的三维坐标，及得到在世界坐标系下目标点的精确三维位置。

比如，单板机4选用Odroid XU4，高可靠、高性能、重量轻、外形小巧，便携性极强；此类单板机4具备多种接口，可以与深度相机、光学相机、RTK2、图传移动端5和数传移动端6连接。单板机4上设有防水外壳，能够防水防尘，保证单板机4的正常使用。

实施例2

本实施例提供一种集成深度相机的无人机测量系统，包括实施例1中的无人机测量设备和地面端；地面端与无人机测量设备无线连接。优选地，地面端包括地面站8、RTK基站9、图传基站10和数传基站11；地面站8与RTK基站9、图传基站10和数传基站11有线连接。RTK基站9与RTK2为无线连接，数传基站11与数传移动端6、图传基站10与图传移动端5为无线连接。

比如，地面站8为配置有无人机控制软件的笔记本电脑。测量时，控制软件发送指令，指令通过数传基站11发送给无人机，使无人机飞至目标点上方，笔记本电脑通过数传基站11发送测量信号给数传移动端6，数传移动端6将测量信号发送给单板机4，单板机4收到测量信号控制深度相机和光学相机进行测量；RTK2接收RTK基站9发送的基准测量数据然后解算出RTK的三维坐标，也即无人机的三维坐标；然后数传移动端6将无人机的位姿信息发送至数传基站11，图传移动端5将目标点相对无人机的三维坐标和彩色图像传输至图传基站10，数传基站11和图传基站10将接收到的数据发送至笔记本电脑，电脑计算得到在世界坐标系下目标点的精确三维坐标；本测量系统发送测量信号后可实时获得测量结果，测量效率高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims

1.一种集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，包括

无人机平台(1)；

RTK(2)，设置在所述无人机平台(1)上；

传输装置，设置在所述无人机平台(1)上；

相机组件，安装在所述无人机平台(1)的下方；所述相机组件包括深度相机和光学相机。

2.根据权利要求1所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，还包括云台；所述云台安装在所述无人机平台(1)的下方；所述相机组件安装在所述云台上。

3.根据权利要求2所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，所述云台为正射云台(3)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，所述相机组件位于所述无人机平台(1)的正下方。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，所述无人机平台(1)为多旋翼无人机。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，还包括主控单元，所述主控单元为单板机(4)；所述单板机(4)与所述RTK(2)、传输装置和相机组件连接。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备，其特征在于，所述传输装置包括图传移动端(5)和数传移动端(6)。

8.一种集成深度相机的无人机测量系统，其特征在于，包括

权利要求1-7中任一项所述的集成深度相机的无人机测量设备；

地面端，与所述无人机测量设备连接。

9.根据权利要求8所述的集成深度相机的无人机测量系统，其特征在于，所述地面端包括地面站(8)、RTK基站(9)、图传基站(10)和数传基站(11)；地面站(8)与RTK基站(9)、图传基站(10)和数传基站(11)连接。