CN219474632U - 一种土地信息数据采集测绘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土地信息数据采集测绘系统，涉及地理测绘的技术领域，其包括至少三个卫星定位器、与卫星定位器数量相同的无线电测距发射机、无线电测距接收机、无人机、打点器、遥控器、坐标数据处理单元以及坐标数据储存单元，无线电测距发射机与卫星定位器设置在一起，无线电测距接收机以及打点器设置在无人机上，无线电测距发射机与无线电测距接收机通信连接，卫星定位器、无线电测距接收机的输出端均与坐标数据处理单元的输入端通信连接，遥控器与无人机以及打点器通信连接，坐标数据处理单元的输出端与打点器通信连接，打点器的输出端与坐标数据储存单元通信连接。本实用新型能提高测绘精度，而且能提高测绘效率。

Description

一种土地信息数据采集测绘系统

技术领域

本实用新型涉及地理测绘的技术领域，尤其是涉及一种土地信息数据采集测绘系统。

背景技术

农业是指国民经济中一个重要产业，随着技术的发展，我国的农业技术也逐渐向智慧农业发展。所谓智慧农业，即通过对农场设施、装备、机械等远程控制，或通过智能装备与机器人的自主决策、自主作业，完成所有农场生产、管理任务的一种全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。

在实行智慧农业时，有一个必不可少的前提，那就是对土地信息数据进行采集测绘。目前主流的土地测绘方式主要包括手持GPS测绘、无人机GPS测绘、地图选点测绘、RTK（实时动态）测绘等几种方式，其中地图选点受地图精度的影响，测绘误差通常会达到10米级甚至更大；RTK测绘虽然能够达到厘米级的测绘，但是RTK设备成本高昂；因此此两项技术除非在特殊情况下，否则不会应用在农业土地信息数据测绘中。

其余的手持GPS测绘、无人机GPS测绘都是基于GPS系统的测绘，手持GPS测绘需要测绘人员手持GPS打点器到测绘现场打点（打点：将坐标数据进行记录到储存介质上），虽然测绘精度较高，但测绘人员的劳动强度也较大；而无人机GPS测绘是将GPS打点器安放在无人机上，之后将无人机飞行至边缘地点上空，之后再进行打点，如此便克服了测绘人员劳动强度大的问题。

但是，田地所在的区域信号基站通常较少，使得GPS信号容易出现不稳定的情况；而在打点时，GPS打点器需要在原地静止30秒以上，待GPS打点器显示的坐标不再变化时再进行打点，然而无人机在打点的地点上空悬停时容易受到风力的影响，使得无人机无法在原地静止30秒以上，如此打点后所得到的地理位置数据便会存在偏差，进而使得测绘精度较低。

实用新型内容

为了能够提高测绘精度，本实用新型提供一种土地信息数据采集测绘系统。

本实用新型提供的一种土地信息数据采集测绘系统，采用如下的技术方案：

一种土地信息数据采集测绘系统，包括至少三个卫星定位器、与卫星定位器数量相同的无线电测距发射机、无线电测距接收机、无人机、打点器、遥控器、坐标数据处理单元以及坐标数据储存单元，所述无线电测距发射机与所述卫星定位器设置在一起；所述无人机包括无人机本体以及飞行控制器，所述飞行控制器设置在所述无人机本体上，用于控制所述无人机本体飞行；所述无线电测距接收机以及所述打点器设置在所述无人机本体上，所述无线电测距发射机与所述无线电测距接收机通信连接，所述卫星定位器、无线电测距接收机的输出端均与所述坐标数据处理单元的输入端通信连接，所述遥控器与所述飞行控制器以及所述打点器通信连接，所述坐标数据处理单元的输出端与所述打点器通信连接，所述打点器的输出端与所述坐标数据储存单元通信连接。

通过采用上述技术方案，在对土地进行测绘时，先将卫星定位器设置在地面上，卫星定位器在地面上静置一段时间后便可获知精确的坐标，并将该坐标传输至坐标数据处理单元；之后测绘人员通过遥控器操纵无人机起飞，无线电测距发射机发射信号，无线电测距接收机接收信号，由于无线电测距发射机与卫星定位器设置在一起，跟进无线电测距接收机接收到信号便可得出无人机距离各个卫星定位器的距离，无线电测距接收机将距离信息传输至坐标数据处理单元，进而得出无人机的实时坐标；测绘人员通过遥控器操纵无人机使无人机飞行至土地的边界处，并通过遥控器操作打点器进行打点，打点后的坐标数据传输至坐标数据储存单元储存，如此便可获取土地边界的坐标。由于卫星定位器设置在地面上后便不再需要移动，使得卫星定位器获取坐标后便不再受GPS信号是否稳定的影响；而无线电测距发射机以及无线电测距接收机可以实时测距，测绘人员可以实时获得无人机的精确坐标，在打点时不仅可以提高测绘精度，而且在打点时不再需要原地静止，提高了测绘效率。

可选的，还包括摄像机以及显示器，所述摄像机设置在所述无人机本体上，所述显示器设置在所述遥控器上，所述摄像机的输出端与所述显示器的输入端通信连接。

通过采用上述技术方案，摄像机在采集了图像信息后发送至显示器上显示，如此测绘人员通过显示器显示的信息即可判别土地的边界，进而实现超视距打点，降低了测绘人员的劳动强度，提高了测绘的便利性。

可选的，还包括陀螺仪，所述陀螺仪的固定端连接在所述无人机本体上，所述摄像机连接在所述陀螺仪的活动端上。

通过采用上述技术方案，在陀螺仪的带动下，摄像机始终保持竖直向下，在风力导致无人机晃动时，摄像机不易发生晃动，进而便于测绘人员查找土地边界；而且由于摄像机始终保持竖直向下，在打点时无人机始终处于土地边界的上方，避免了因人为视觉误差所带来的测绘误差，提高了测绘精度。

可选的，还包括图像处理单元，所述摄像机的输出端与所述图像处理单元的输入端通信连接，所述图像处理单元的输出端与所述飞行控制器的输入端通信连接。

通过采用上述技术方案，无人机飞行至边界上空后，摄像机采集边界处的图像信息，此时摄像机将采集的图像信息传输至图像处理单元处理，图像处理单元分析土地边界的轮廓，进而使无人机自动沿土地边界飞行，降低了测绘人员的劳动强度。

可选的，还包括报警器，所述报警器设置在所述遥控器上，所述图像处理单元的输出端还与所述报警器的输入端通信连接。

通过采用上述技术方案，当图像处理单元无法获知土地边界的轮廓时，图像处理单元便将信息传输至报警器，报警器进行报警，以提示测绘人员，以降低无人机飞出土地边界的概率，进而降低无人机“飞丢”或者“炸机”的概率。

可选的，还包括激光测距仪，所述激光测距仪连接在所述陀螺仪的活动端上，所述激光测距仪的输出端与所述坐标数据处理单元的输入端通信连接。

通过采用上述技术方案，在对土地进行测绘时，激光测距仪测量无人机距离地面的距离，之后坐标数据处理单元便可得出边界的海拔坐标；在对梯田进行测绘时便可获知每层梯田的海拔高度，进而便于后续对梯田进行智慧管理。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1. 通过卫星定位器、无线电测距发射机、无线电测距接收机以及坐标数据处理单元的设置，能够使无人机不再受GPS信号是否稳定的影响；而且在打点时，无人机不再需要原地静止一段时间，提高了测绘效率。

2. 通过激光测距仪的设置，在对土地进行测绘时，激光测距仪测量无人机距离地面的距离，之后坐标数据处理单元便可得出边界的海拔坐标；在对梯田进行测绘时便可获知每层梯田的海拔高度，进而便于后续对梯田进行智慧管理。

3. 通过摄像机以及图像处理单元的设置，图像处理单元对图像信号进行边缘分析，之后无人机便可沿图像处理单元得到的边缘飞行，测绘人员只需在需要的位置进行打点即可，降低了测绘人员的劳动强度。

附图说明

图1是本实施例安装底座部分的结构示意图；

图2是本实施例无人机部分的结构示意图；

图3是本实施例无人机的剖视示意图；

图4是本实施例坐标数据的传输示意图；

图5是本实施例遥控器部分的结构示意图；

图6是本实施例图像数据的传输示意图。

附图标记说明：10、安装底座；11、卫星定位器；12、无线电测距发射机；20、无人机；21、无人机本体；22、飞行控制器；23、无线电测距接收机；24、打点器；25、激光测距仪；26、陀螺仪；27、摄像机；30、遥控器；31、报警器；32、显示器；41、导航卫星；42、坐标数据处理单元；43、坐标数据储存单元；44、图像处理单元。

具体实施方式

以下结合图1至图6对本实用新型作进一步详细说明。

本实施例公开了一种土地信息数据采集测绘系统，参照图1，土地信息数据采集测绘系统包括至少三个安装底座10以及与安装底座10数量相同的卫星定位器11，本实施例中，安装底座10以及卫星定位器11均设置有三个，三个安装底座10均固定在待测绘土地上，且安装底座10在待测绘土地上任意分布，三个卫星定位器11分别设置在三个安装底座10上，卫星定位器11与导航卫星41通信连接，进而获知卫星定位器11的坐标。

参照图1及图2，土地信息数据采集测绘系统还包括无人机20、无线电测距发射机12以及无线电测距接收机23，无线电测距发射机12的数量与卫星定位器11的数量相同，一个无线电测距发射机12对应一个卫星定位器11，且无线电测距发射机12固定连接在安装底座10上。

参照图2及图3，无人机20包括无人机本体21以及飞行控制器22，飞行控制器22设置在无人机本体21内，用于控制无人机20飞行。无线电测距接收机23设置在无人机本体21上，且无线电测距接收机23与无线电测距发射机12通信连接，用于接收来自无线电测距发射机12的信号。当无线电测距接收机23接收到来自无线电测距发射机12发送的信号时，便可得出无人机20与各个卫星定位器11的距离。

参照图1、图3及图4，土地信息数据采集测绘系统还包括坐标数据处理单元42，坐标数据处理单元42可以是微处理器、微型计算机、嵌入式计算机中的任意一种，卫星定位器11的输出端以及无线电测距接收机23的输出端均与坐标数据处理单元42的输入端通信连接。坐标数据处理单元42在接收到卫星定位器11的坐标数据以及无人机20与各个卫星定位器11的距离后，通过三角定位法便可计算出无人机20的坐标。三角定位法的使用原理为，以卫星定位器11的坐标为球心，以对应的卫星定位器11与无人机20的距离为半径做球面，三个球面的交点即为无人机20所在的位置，计算三个球面交点的坐标即为无人机20的坐标。

参照图5，土地信息数据采集测绘系统还包括遥控器30、陀螺仪26、打点器24、激光测距仪25以及坐标数据储存单元43，陀螺仪26的固定端连接在无人机本体21上，激光测距仪25连接在陀螺仪26的活动端上，在陀螺仪26的作用下，使激光测距仪25始终保持竖直状态；激光测距仪25的输出端与坐标数据处理单元42的输入端通信连接，当激光测距仪25测得无人机20与地面的距离后，根据无人机20的坐标，坐标数据处理单元42便可得出地面的海拔高度。

参照图3、图4及图5，打点器24连接在无人机本体21上，打点器24以及飞行控制器22均与遥控器30通信连接，打点器24的输出端与坐标数据储存单元43的输入端通信连接。测绘人员通过遥控器30控制无人机20飞行至待测土地的边界处，之后通过遥控器30控制打点器24进行打点，如此便可将土地边界的坐标数据记录至坐标数据储存单元43中储存。

参照图3、图5及图6，土地信息数据采集测绘系统还包括摄像机27、图像处理单元44、显示器32以及报警器31，摄像机27连接在陀螺仪26的活动端上，在陀螺仪26的作用下，使摄像机27始终保持竖直状态。显示器32设置在遥控器30上；摄像机27的输出端与图像处理单元44的输入端通信连接，图像处理单元44可以是微处理器、微型计算机、嵌入式计算机中的任意一种，图像处理单元44的输出端同时与显示器32以及飞行控制器22通信连接。

参照图3、图5及图6，摄像机27将采集到的图像信号传输至图像处理单元44，图像处理单元44对图像信号进行边缘分析计算，之后无人机20便可沿图像处理单元44得到的边缘飞行，进而进一步的减轻测绘人员的劳动强度。图像处理单元44对图像信号进行边缘分析计算时，被测土地应有明显的边缘，例如土地的边缘具有栅栏、围墙、壕沟、道路等。

参照图3、图5及图6，摄像机27的输出端还与显示器32的输入端通信连接，报警器31设置在遥控器30上，图像处理单元44的输出端还与报警器31的输入端通信连接。

当图像处理单元44无法分析出边缘时，图像处理单元44便会控制报警器31报警，此时测绘人员便可通过显示器32观察无人机20所在的位置，并通过遥控器30对无人机20进行手动控制，降低无人机20飞出土地边界的概率，进而降低无人机20“飞丢”或者“炸机”的概率。

本实施例土地信息数据采集测绘系统的实施原理为：

在测绘时，先将卫星定位器11布置在待测土地上，之后测绘人员通过遥控器30操控无人机20起飞，在无线电测距发射机12、无线电测距接收机23以及坐标数据处理单元42的作用下，测绘人员可以实时获知无人机20的坐标。卫星定位器11的数量越多，无人机20的定位精度越高，且无人机20受地形干扰的情况越低。

之后，测绘人员在显示器32的辅助下将无人机20移动至边界的上空，之后便可开始进行打点。测绘人员先在边界的上空进行第一次打点，在激光测距仪25以及坐标数据处理单元42的作用下，得出打点位置的三维坐标，并将该坐标记录至坐标数据储存单元43中。

在使用自动飞行模式时，摄像机27将采集到的图像信号传输至图像处理单元44，图像处理单元44对图像信号进行边缘分析，之后无人机20便可沿图像处理单元44得到的边缘飞行，测绘人员只需在需要的位置进行打点即可，以减少测绘人员的劳动强度。

当图像处理单元44无法分析出边缘时，图像处理单元44便会控制报警器31报警，测绘人员便可根据报警信息的提示切换为手动飞行模式，此时测绘人员便可根据遥控器30控制无人机20的飞行，降低无人机20飞出土地边界的概率，进而降低无人机20“飞丢”或者“炸机”的概率。

通过卫星定位器11、无线电测距发射机12、无线电测距接收机23以及坐标数据处理单元42的设置，能够使无人机20不再受GPS信号是否稳定的影响；而且在打点时，无人机20不再需要原地静止，提高了测绘效率。

以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：包括至少三个卫星定位器(11)、与卫星定位器(11)数量相同的无线电测距发射机(12)、无线电测距接收机(23)、无人机(20)、打点器(24)、遥控器(30)、坐标数据处理单元(42)以及坐标数据储存单元(43)，所述无线电测距发射机(12)与所述卫星定位器(11)设置在一起，所述无线电测距接收机(23)以及所述打点器(24)设置在所述无人机(20)上，所述无线电测距发射机(12)与所述无线电测距接收机(23)通信连接，所述卫星定位器(11)、无线电测距接收机(23)的输出端均与所述坐标数据处理单元(42)的输入端通信连接，所述遥控器(30)与所述无人机(20)以及所述打点器(24)通信连接，所述坐标数据处理单元(42)的输出端与所述打点器(24)通信连接，所述打点器(24)的输出端与所述坐标数据储存单元(43)通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：还包括摄像机(27)以及显示器(32)，所述摄像机(27)设置在所述无人机(20)上，所述显示器(32)设置在所述遥控器(30)上，所述摄像机(27)的输出端与所述显示器(32)的输入端通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：还包括陀螺仪(26)，所述摄像机(27)通过所述陀螺仪(26)连接在所述无人机(20)上。

4.根据权利要求3所述的一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：还包括图像处理单元(44)，所述摄像机(27)的输出端与所述图像处理单元(44)的输入端通信连接，所述图像处理单元(44)的输出端与所述无人机(20)的输入端通信连接。

5.根据权利要求4所述的一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：还包括报警器(31)，所述报警器(31)设置在所述遥控器(30)上，所述图像处理单元(44)的输出端还与所述报警器(31)的输入端通信连接。

6.根据权利要求3所述的一种土地信息数据采集测绘系统，其特征在于：还包括激光测距仪(25)，所述激光测距仪(25)通过所述陀螺仪(26)连接在所述无人机(20)上，所述激光测距仪(25)的输出端与所述坐标数据处理单元(42)的输入端通信连接。