一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置及其測(cè)繪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置及其測(cè)繪方法，屬于測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]利用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測(cè)繪主要具有以下技術(shù)特點(diǎn):①測(cè)量結(jié)果能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)的顯示出來(lái)，工作過(guò)程較為透明、直觀；可以實(shí)時(shí)查看坐標(biāo)的定位精度，同時(shí)有效的解決了以往測(cè)繪技術(shù)不能快速成圖、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放樣的問(wèn)題。②外業(yè)作業(yè)時(shí)間短；觀測(cè)條件適宜的情況下，只需要大約4s的時(shí)間就可以獲得測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。③作業(yè)時(shí)間不受限制；利用GPS-RTK技術(shù)測(cè)繪時(shí)，只要在測(cè)點(diǎn)能夠同時(shí)接收到4顆衛(wèi)星的信號(hào)就可以進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)。④自動(dòng)化水平高；GPS-RTK技術(shù)操作起來(lái)較為簡(jiǎn)便，測(cè)量人員只需要將天線對(duì)中、整平，測(cè)量電線的高，然后開(kāi)啟電源就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，大大降低了測(cè)量人員的工作量，已然實(shí)現(xiàn)了智能化。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行地形圖測(cè)繪時(shí)，由于受到衛(wèi)星狀況的限制、天空環(huán)境的影響，作業(yè)變形相比標(biāo)稱(chēng)距離小、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)容易受到外界環(huán)境的限制和干擾，山區(qū)、城市高樓密集區(qū)測(cè)繪易失信號(hào)、初始化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，個(gè)別設(shè)備精度和穩(wěn)定性不高的影響，直接影響了地形圖測(cè)繪的質(zhì)量和精度，為此，在測(cè)繪工作中要采取必要措施提高測(cè)繪質(zhì)量，主要有:①測(cè)繪前盡可能選擇使用穩(wěn)定性好、精度高的設(shè)備，規(guī)避由于設(shè)備質(zhì)量對(duì)測(cè)繪的影響。②使用已有測(cè)點(diǎn)進(jìn)行比較；利用布設(shè)控制網(wǎng)時(shí)的靜態(tài)GPS的多余控制點(diǎn)，將其測(cè)量結(jié)果與RTK測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的檢查，這種方法易受到控制點(diǎn)數(shù)目的限制，但方法較好。③重新測(cè)量比對(duì)法；在每次測(cè)量初始化以后，對(duì)前一次已經(jīng)測(cè)過(guò)的高精度控制點(diǎn)進(jìn)行重新測(cè)量，對(duì)比兩次測(cè)量的結(jié)果，若誤差在允許值范圍內(nèi)方可進(jìn)行測(cè)量，這種方法通常用于沒(méi)有控制點(diǎn)的地方
基于以上原因，需要一種新型高精度全自動(dòng)測(cè)繪方式被設(shè)計(jì)出來(lái)，不僅可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，而且可以大大提高工作效率，也可供部分特殊人群或針對(duì)特殊工作環(huán)境使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供了一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置及其測(cè)繪方法，能顯著提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性以及提高測(cè)量的工作效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置，包括四翼飛行器、重力感應(yīng)器、光電感應(yīng)器、光電數(shù)據(jù)收集端、姿態(tài)控制中心、數(shù)據(jù)匯總記錄端、數(shù)據(jù)處理模塊和電源；
所述重力感應(yīng)器用來(lái)將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述光電感應(yīng)器用來(lái)將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。
[0006]優(yōu)選地，所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。
[0007]優(yōu)選地，所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
[0008]—種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪方法，首先，由重力感應(yīng)器將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；其次，由光電感應(yīng)器將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；再次，數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。
[0009]優(yōu)選地，所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。
[0010]優(yōu)選地，所述四翼飛行器上設(shè)有電源，所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
[0011]本發(fā)明所達(dá)到的有益技術(shù)效果:本發(fā)明提供的全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置及其測(cè)繪方法，能顯著提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性以及提高測(cè)量的工作效率，也可供部分特殊人群或針對(duì)特殊工作環(huán)境使用，更加人性化，為未來(lái)數(shù)據(jù)地圖建立和機(jī)器人識(shí)別地圖建立提供了一種可靠的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖；
圖2本發(fā)明之四翼飛行器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了能更好的了解本發(fā)明的技術(shù)特征、技術(shù)內(nèi)容及其達(dá)到的技術(shù)效果，現(xiàn)將本發(fā)明的附圖結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1-2所示，本發(fā)明提供一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置，包括四翼飛行器、重力感應(yīng)器、若干個(gè)光電感應(yīng)器、光電數(shù)據(jù)收集端、姿態(tài)控制中心、數(shù)據(jù)匯總記錄端、數(shù)據(jù)處理模塊和電源；
所述重力感應(yīng)器用來(lái)將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述光電感應(yīng)器用來(lái)將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。
[0016]所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。
[0017]本發(fā)明由電源供電，但在工作過(guò)程中，如果工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，四翼飛行器上的電源會(huì)出現(xiàn)供電不足的現(xiàn)象，為了解決這個(gè)問(wèn)題，所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。可以利用太陽(yáng)能實(shí)時(shí)充電，滿足本發(fā)明的用電需求。
[0018]—種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪方法，首先，由重力感應(yīng)器將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；其次，由光電感應(yīng)器將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；再次，數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。
[0019]所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。
[0020]所述四翼飛行器上設(shè)有電源，所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部?？梢岳锰?yáng)能實(shí)時(shí)充電，滿足本發(fā)明的用電需求。
[0021]本發(fā)明的工作原理:
根據(jù)重力感應(yīng)器測(cè)得的萬(wàn)有引力，計(jì)算出四翼飛行器至地心之間的距離，計(jì)算公式為:F=GmM/r2，其中，F(xiàn)表示四翼飛行器受到的萬(wàn)有引力，由重力感應(yīng)器測(cè)得，G為引力常量，m為四翼飛行器質(zhì)量，M為地球質(zhì)量，r為四翼飛行器至地心的距離。姿態(tài)控制中心根據(jù)4個(gè)重力感應(yīng)器測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整四翼飛行器的飛行姿態(tài)，保證四翼飛行器與地面保持平行，而且姿態(tài)控制中心將數(shù)據(jù)記錄后傳輸給數(shù)據(jù)匯總記錄端；
通過(guò)光電感應(yīng)器來(lái)反饋時(shí)間數(shù)據(jù)，計(jì)算公式為:X=CT/2，其中，X為四翼飛行器距離地面的高度；已知地球半徑為h，則四翼飛行器距離海平面的高度D= r-h,由此可以計(jì)算出所測(cè)物體距離海平面的高度Z=D-X,通過(guò)光電數(shù)據(jù)收集端將數(shù)據(jù)記錄后傳輸給數(shù)據(jù)匯總記錄端。
[0022]以上已以較佳實(shí)施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置，其特征在于:包括四翼飛行器、重力感應(yīng)器、光電感應(yīng)器、光電數(shù)據(jù)收集端、姿態(tài)控制中心、數(shù)據(jù)匯總記錄端、數(shù)據(jù)處理模塊和電源； 所述重力感應(yīng)器用來(lái)將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述光電感應(yīng)器用來(lái)將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；所述數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置，其特征在于:所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置，其特征在于:所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。4.一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪方法，其特征在于:首先，由重力感應(yīng)器將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給姿態(tài)控制中心，由姿態(tài)控制中心調(diào)節(jié)四翼飛行器的飛行姿態(tài)，并將四翼飛行器的飛行數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；其次，由光電感應(yīng)器將測(cè)繪過(guò)程中收集的光電數(shù)據(jù)傳輸給光電數(shù)據(jù)收集端，由光電數(shù)據(jù)收集端將光電數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)匯總記錄端；再次，數(shù)據(jù)匯總記錄端接收到姿態(tài)控制中心和光電數(shù)據(jù)收集端發(fā)送的數(shù)據(jù)后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，由數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)形成地圖。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動(dòng)地形圖測(cè)繪方法，其特征在于:所述重力感應(yīng)器有4個(gè)，分別置于所述四翼飛行器的機(jī)架上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動(dòng)地形圖測(cè)繪方法，其特征在于:所述四翼飛行器上設(shè)有電源，所述電源包括蓄電池和太陽(yáng)能電池板，所述蓄電池和太陽(yáng)能電池板通過(guò)導(dǎo)線相連，所述太陽(yáng)能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種全自動(dòng)地形圖測(cè)繪裝置及其測(cè)繪方法，包括四翼飛行器、重力感應(yīng)器、光電感應(yīng)器、光電數(shù)據(jù)收集端、姿態(tài)控制中心、數(shù)據(jù)匯總記錄端、數(shù)據(jù)處理模塊和電源；能顯著提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性以及提高測(cè)量的工作效率，也可供部分特殊人群或針對(duì)特殊工作環(huán)境使用，更加人性化，為未來(lái)數(shù)據(jù)地圖建立和機(jī)器人識(shí)別地圖建立提供了一種可靠的方法。
【IPC分類(lèi)】G01C7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105180898
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510633522
【發(fā)明人】呂迪洋, 倪銀堂
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日