一种无人机航拍测绘设备及测绘方法与流程

本发明涉及地理信息测绘，更具体地说，它涉及一种无人机航拍测绘设备及测绘方法。

背景技术：

1、当前在对地理环境进行测绘时，由于地理环境的限制，无法通过人力以及仪器精准的对地理环境进行观察，同时无人机的技术逐渐成熟，并且通过无人机对复杂环境进行全方面测绘越来越成熟。

2、为了保持图像数据采集的一致性，无人机需保持在设定高度进行移动，但在测绘过程中，难免会遇到障碍物，无人机在遇到障碍物时，需要进行避障，而这也就导致其采集图像信息所处的高度发生变化，从而导致数据产生了不一致性，需要进行额外的数据计算和归一化，不仅容易出现误差，而且增加了地理信息测绘计算的难度。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种无人机航拍测绘设备及测绘方法。

2、本发明提供了一种无人机航拍测绘设备，包括无人机、设于无人机内的集成控制模块、设于无人机上的伸缩式辅助连接机构和升降牵引机构以及设于无人机下方的摄像头模块；伸缩式辅助连接机构和升降牵引机构的输出端均与摄像头模块连接；

3、所述伸缩式辅助连接机构包括若干个分别连接在无人机下端四角处的伸缩连接组件以及设于无人机内的可调式充气组件，可调式充气组件的若干个输出端分别与相应的伸缩连接组件内部空间连通，可调式充气组件用于调节伸缩连接组件内部气压，若干个伸缩连接组件的另一端分别与摄像头模块的上端四角处连接；

4、所述升降牵引机构包括连接在无人机内壁上的动力组件、连接在无人机内壁上的若干个绳索式牵引组件和若干个往复导线组件，若干个绳索式牵引组件和若干个往复导线组件相配合设置，若干个绳索式牵引组件均与动力组件连接，所述往复导线组件和相配合的绳索式牵引组件连接有同步传动组件，绳索式牵引组件的输出端依次穿过往复导线组件、无人机、伸缩连接组件后与摄像头模块固定连接，若干个所述绳索式牵引组件和若干个往复导线组件对称设于动力组件的两侧，摄像头模块内设有陀螺仪传感器。

5、作为本发明的进一步优化方案，所述伸缩连接组件包括第一柔性伸缩管和第二柔性伸缩管，所述第一柔性伸缩管和第二柔性伸缩管的一端固定连接在无人机的下端，所述第一柔性伸缩管和第二柔性伸缩管的另一端与摄像头模块的上端固定连接，所述无人机、第一柔性伸缩管、第二柔性伸缩管和摄像头模块之间形成一密封储气腔室，所述可调式充气组件的输出端与密封储气腔室连通。

6、作为本发明的进一步优化方案，所述可调式充气组件包括气泵、设于气泵输出端的若干个导气管以及设于导气管上的电磁阀，若干个导气管分别与相应的密封储气腔室连通。

7、作为本发明的进一步优化方案，所述动力组件包括固定连接在无人机内壁上的步进电机、活动连接在无人机内壁上的转轴、连接在步进电机输出轴端的第一齿轮以及两个对称连接在转轴上的第二齿轮，所述第一齿轮与其中一个第二齿轮相啮合。

8、作为本发明的进一步优化方案，所述绳索式牵引组件包括活动连接在无人机内壁上的绕线筒、连接在绕线筒轴部的第三齿轮以及连接在绕线筒筒部的牵引绳，所述牵引绳的另一端依次穿过往复导线组件、无人机、第二柔性伸缩管后与摄像头模块固定连接，所述第三齿轮与相应的第二齿轮相啮合。

9、作为本发明的进一步优化方案，所述往复导线组件包括固定连接在无人机内壁上的固定支架、活动连接在固定支架上的往复螺纹杆、固定连接在固定支架上的方形限位杆、滑动连接在方形限位杆上的滑块以及连接在滑块上的导线架，所述滑块与往复螺纹杆相配合设置，牵引绳的另一端依次穿过导线架、无人机第二柔性伸缩管后与摄像头模块固定连接。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述同步传动组件包括第一同步轮、第二同步轮、连接在第一同步轮和第二同步轮之间的同步带以及连接在第二同步轮上的联轴器，所述第二同步轮通过联轴器与往复螺纹杆连接，所述第一同步轮设于绕线筒的轴部。

11、一种无人机航拍测绘方法，采用如上述的无人机航拍测绘设备，包括以下步骤：

12、控制无人机携带摄像头模块飞行至设定高度，并于设定高度按照设定方向进行水平飞行，飞行速度为设定速度；

13、飞行途中检测到障碍物时，拔高无人机的高度，并通过动力组件驱使若干个绳索式牵引组件同时放出长度，使得摄像头模块稳定下移设定高度，与此同时，通过可调式充气组件向相应的伸缩连接组件内充入气体以适配伸缩连接组件的伸长，当摄像头模块下降至设定高度时，通过可调式充气组件控制相应的伸缩连接组件内的气压达到设定气压值，从而使得相应伸缩连接组件的两端分别与无人机和摄像头模块之间形成垂直分布状态，使得摄像头模块能够处于稳定的水平状态，然后进行图像信息的采集；

14、采集后，控制绳索式牵引组件回缩，直至摄像头模块复位，无人机移动至下一信息采集坐标后进行图像信息采集。

15、本发明的有益效果在于：本发明可控制摄像头模块和无人机进行分离式分布，有效的提高无人机测绘信息采集的一致性，摄像头模块的位置和水平稳定性均可稳定的控制，减少了信息误差，提高测绘数据的准确性。

技术特征：

1.一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，包括无人机(1)、设于无人机(1)内的集成控制模块(2)、设于无人机(1)下方的摄像头模块(4)、以及设于无人机(1)上的伸缩式辅助连接机构(3)和升降牵引机构(5)；所述伸缩式辅助连接机构(3)和升降牵引机构(5)的输出端均与摄像头模块(4)连接；

2.根据权利要求1所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述伸缩连接组件包括第一柔性伸缩管(301)和第二柔性伸缩管(302)，所述第一柔性伸缩管(301)和第二柔性伸缩管(302)的一端固定连接在无人机(1)的下端，所述第一柔性伸缩管(301)和第二柔性伸缩管(302)的另一端与摄像头模块(4)的上端固定连接，所述无人机(1)、第一柔性伸缩管(301)、第二柔性伸缩管(302)和摄像头模块(4)之间形成一密封储气腔室，所述可调式充气组件的输出端与密封储气腔室连通。

3.根据权利要求2所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述可调式充气组件包括气泵(303)、设于气泵(303)输出端的多个导气管(304)以及设于每个导气管(304)上的电磁阀(305)，多个导气管(304)分别与相应的密封储气腔室连通。

4.根据权利要求3所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述动力组件包括固定连接在无人机(1)内壁上的步进电机(501)、活动连接在无人机(1)内壁上的转轴(503)、连接在步进电机(501)输出轴端的第一齿轮(502)以及两个对称连接在转轴(503)上的第二齿轮(504)，所述第一齿轮(502)与其中一个第二齿轮(504)相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述绳索式牵引组件包括活动连接在无人机(1)内壁上的绕线筒(505)、连接在绕线筒(505)轴部的第三齿轮(506)以及连接在绕线筒(505)筒部的牵引绳(508)，所述牵引绳(508)的另一端依次穿过往复导线组件、无人机(1)、第二柔性伸缩管(302)后与摄像头模块(4)固定连接，所述第三齿轮(506)与相应的第二齿轮(504)相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述往复导线组件包括固定连接在无人机(1)内壁上的固定支架(509)、活动连接在固定支架(509)上的往复螺纹杆(512)、固定连接在固定支架(509)上的方形限位杆(513)、滑动连接在方形限位杆(513)上的滑块(514)以及连接在滑块(514)上的导线架(515)，所述滑块(514)与往复螺纹杆(512)相配合设置，牵引绳(508)的另一端依次穿过导线架(515)、无人机(1)第二柔性伸缩管(302)后与摄像头模块(4)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种无人机航拍测绘设备，其特征在于，所述同步传动组件包括第一同步轮(507)、第二同步轮(511)、连接在第一同步轮(507)和第二同步轮(511)之间的同步带(516)以及连接在第二同步轮(511)上的联轴器(510)，所述第二同步轮(511)通过联轴器(510)与往复螺纹杆(512)连接，所述第一同步轮(507)设于绕线筒(505)的轴部。

8.一种无人机航拍测绘方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的无人机航拍测绘设备，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及地理信息测绘技术领域，公开了一种无人机航拍测绘设备及测绘方法，其中，一种无人机航拍测绘设备，包括无人机、设于无人机内的集成控制模块、设于无人机上的伸缩式辅助连接机构和升降牵引机构以及设于无人机下方的摄像头模块，伸缩式辅助连接机构包括若干个伸缩连接组件以及可调式充气组件，升降牵引机构包括动力组件、若干个绳索式牵引组件、若干个往复导线组件和同步传动组件；本发明可控制摄像头模块和无人机进行分离式分布，有效的提高无人机测绘信息采集的一致性，摄像头模块的位置和水平稳定性均可稳定的控制，减少了信息误差，提高测绘数据的准确性。

技术研发人员：刘仁鹏,程文,胡耀平,刘治栋,于文庆,杨力,向炳兰,崔铭非
受保护的技术使用者：中冶武勘工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26