一種全自動地形圖測繪裝置及其測繪方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種全自動地形圖測繪裝置及其測繪方法，屬于測繪技術領域。
【背景技術】
[0002]利用GPS-RTK技術進行地形圖測繪主要具有以下技術特點:①測量結果能夠實時動態的顯示出來，工作過程較為透明、直觀；可以實時查看坐標的定位精度，同時有效的解決了以往測繪技術不能快速成圖、實時動態放樣的問題。②外業作業時間短；觀測條件適宜的情況下，只需要大約4s的時間就可以獲得測點的三維坐標。③作業時間不受限制；利用GPS-RTK技術測繪時，只要在測點能夠同時接收到4顆衛星的信號就可以進行測繪作業。④自動化水平高；GPS-RTK技術操作起來較為簡便，測量人員只需要將天線對中、整平，測量電線的高，然后開啟電源就可以實現自動測量，大大降低了測量人員的工作量，已然實現了智能化。
[0003]現有技術中，應用GPS-RTK技術進行地形圖測繪時，由于受到衛星狀況的限制、天空環境的影響，作業變形相比標稱距離小、數據傳輸時容易受到外界環境的限制和干擾，山區、城市高樓密集區測繪易失信號、初始化時間過長，個別設備精度和穩定性不高的影響，直接影響了地形圖測繪的質量和精度，為此，在測繪工作中要采取必要措施提高測繪質量，主要有:①測繪前盡可能選擇使用穩定性好、精度高的設備，規避由于設備質量對測繪的影響。②使用已有測點進行比較；利用布設控制網時的靜態GPS的多余控制點，將其測量結果與RTK測得的結果進行對比，進而實現對測量結果的檢查，這種方法易受到控制點數目的限制，但方法較好。③重新測量比對法；在每次測量初始化以后，對前一次已經測過的高精度控制點進行重新測量，對比兩次測量的結果，若誤差在允許值范圍內方可進行測量，這種方法通常用于沒有控制點的地方
基于以上原因，需要一種新型高精度全自動測繪方式被設計出來，不僅可以提高數據的準確度，而且可以大大提高工作效率，也可供部分特殊人群或針對特殊工作環境使用。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種全自動地形圖測繪裝置及其測繪方法，能顯著提高測量數據的精確性以及提高測量的工作效率。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種全自動地形圖測繪裝置，包括四翼飛行器、重力感應器、光電感應器、光電數據收集端、姿態控制中心、數據匯總記錄端、數據處理模塊和電源；
所述重力感應器用來將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；所述光電感應器用來將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；所述數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。
[0006]優選地，所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。
[0007]優選地，所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
[0008]—種全自動地形圖測繪方法，首先，由重力感應器將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；其次，由光電感應器將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；再次，數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據后傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。
[0009]優選地，所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。
[0010]優選地，所述四翼飛行器上設有電源，所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
[0011]本發明所達到的有益技術效果:本發明提供的全自動地形圖測繪裝置及其測繪方法，能顯著提高測量數據的精確性以及提高測量的工作效率，也可供部分特殊人群或針對特殊工作環境使用，更加人性化，為未來數據地圖建立和機器人識別地圖建立提供了一種可靠的方法。
【附圖說明】
[0012]圖1本發明結構框圖；
圖2本發明之四翼飛行器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了能更好的了解本發明的技術特征、技術內容及其達到的技術效果，現將本發明的附圖結合實施例進行更詳細的說明。
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明專利進一步說明。
[0015]如圖1-2所示，本發明提供一種全自動地形圖測繪裝置，包括四翼飛行器、重力感應器、若干個光電感應器、光電數據收集端、姿態控制中心、數據匯總記錄端、數據處理模塊和電源；
所述重力感應器用來將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；所述光電感應器用來將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；所述數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。
[0016]所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。
[0017]本發明由電源供電，但在工作過程中，如果工作時間過長，四翼飛行器上的電源會出現供電不足的現象，為了解決這個問題，所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。可以利用太陽能實時充電，滿足本發明的用電需求。
[0018]—種全自動地形圖測繪方法，首先，由重力感應器將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；其次，由光電感應器將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；再次，數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據后傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。
[0019]所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。
[0020]所述四翼飛行器上設有電源，所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。可以利用太陽能實時充電，滿足本發明的用電需求。
[0021]本發明的工作原理:
根據重力感應器測得的萬有引力，計算出四翼飛行器至地心之間的距離，計算公式為:F=GmM/r2，其中，F表示四翼飛行器受到的萬有引力，由重力感應器測得，G為引力常量，m為四翼飛行器質量，M為地球質量，r為四翼飛行器至地心的距離。姿態控制中心根據4個重力感應器測得的數據來調整四翼飛行器的飛行姿態，保證四翼飛行器與地面保持平行，而且姿態控制中心將數據記錄后傳輸給數據匯總記錄端；
通過光電感應器來反饋時間數據，計算公式為: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,由此可以計算出所測物體距離海平面的高度Z=D-X,通過光電數據收集端將數據記錄后傳輸給數據匯總記錄端。
[0022]以上已以較佳實施例公布了本發明，然其并非用以限制本發明，凡采取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種全自動地形圖測繪裝置，其特征在于:包括四翼飛行器、重力感應器、光電感應器、光電數據收集端、姿態控制中心、數據匯總記錄端、數據處理模塊和電源； 所述重力感應器用來將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；所述光電感應器用來將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；所述數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。2.根據權利要求1所述的全自動地形圖測繪裝置，其特征在于:所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。3.根據權利要求1所述的全自動地形圖測繪裝置，其特征在于:所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。4.一種全自動地形圖測繪方法，其特征在于:首先，由重力感應器將四翼飛行器的飛行數據反饋給姿態控制中心，由姿態控制中心調節四翼飛行器的飛行姿態，并將四翼飛行器的飛行數據反饋給數據匯總記錄端；其次，由光電感應器將測繪過程中收集的光電數據傳輸給光電數據收集端，由光電數據收集端將光電數據反饋給數據匯總記錄端；再次，數據匯總記錄端接收到姿態控制中心和光電數據收集端發送的數據后傳輸給數據處理模塊，由數據處理模塊將數據形成地圖。5.根據權利要求4所述的全自動地形圖測繪方法，其特征在于:所述重力感應器有4個，分別置于所述四翼飛行器的機架上。6.根據權利要求4所述的全自動地形圖測繪方法，其特征在于:所述四翼飛行器上設有電源，所述電源包括蓄電池和太陽能電池板，所述蓄電池和太陽能電池板通過導線相連，所述太陽能電池板置于所述四翼飛行器的頂部。
【專利摘要】本發明提供一種全自動地形圖測繪裝置及其測繪方法，包括四翼飛行器、重力感應器、光電感應器、光電數據收集端、姿態控制中心、數據匯總記錄端、數據處理模塊和電源；能顯著提高測量數據的精確性以及提高測量的工作效率，也可供部分特殊人群或針對特殊工作環境使用，更加人性化，為未來數據地圖建立和機器人識別地圖建立提供了一種可靠的方法。
【IPC分類】G01C7/04
【公開號】CN105180898
【申請號】CN201510633522
【發明人】呂迪洋, 倪銀堂
【申請人】南京工程學院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月29日