[发明专利]用于无人机的精确测绘系统及其数据采集方法

说明书

技术领域

本发明属于无人机测绘领域，尤其是一种用于无人机的精确测绘系统及其数据采集方法。

背景技术

现有的卫星遥感和普通航空摄影存在以下问题：卫星影像时效性不强，分辨率低；普通航空摄影缺乏机动灵活性；很难获取云下影像；一般用户不能自主拥有和应用。对土地利用动态监测、土地执法检查、地质灾害、矿山乱采乱挖等需要重复监测和测绘的工作，迫切需要开发新的遥感技术手段，无人飞行器遥感监测技术为这种应急需求提供了一种新的技术途径。

这种无人飞行器遥感监测技术是以无人飞行器为遥感飞行平台，以数字遥感设备为任务载荷，以遥感数据快速处理系统为技术支撑的一种高机动性、低成本的小型化、专用化遥感系统。但是在测绘过程中，需要将测绘结果体现在图纸上，这种图纸需要较高的比例和精度，但目前无人机测绘图纸的比例大多为1:1000，而分辨率约为10cm，很难满足部分户外专业测绘领域的要求。

经检索发现了一篇与本专利内容相关的专利文献，公开号为103604427A的中国专利提供了一种对地面移动目标动态定位的无人机系统和方法，属于无人机系统应用等领域。该无人机系统包括：无人机本体、机载光电转塔和地面控制终端，所述无人机本体具有获取装置，所述机载光电转塔具有光电传感器和稳瞄平台，所述地面控制终端具有确定装置、跟踪指令生成装置、解算装置和预测装置。本发明提供的上述技术方案能实时输出被跟踪的地面移动目标的经纬度等地理坐标信息，还对原始地理坐标信息准确快速拟合，预测评估其运动趋势，并对原始地理坐标信息进行筛选，实现移动目标轨迹展示与预测，其得到的定位精度逼近静态定位，能够满足火炮等武器初始对准要求，并为无人机情报系统与全军情报收集网络融合处理提供了可能。

经对比，本申请与该专利文献在数据采集以及数据结合方式上有较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种图纸成像效果好且便于调整和操控的用于无人机的精确测绘系统及其数据采集方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于无人机的精确测绘系统，包括基站、自驾仪以及无人机，其中基站内包括指令发射器以及服务器，自驾仪包括指令接收器、触发器、差分GPS以及PWM信号发射器，无人机包括PWM信号接收器、单片机、相机、GPS定位模块以及存储器，基站的指令发射器与自驾仪的指令接收器通过无线网络连接，指令接收器的输出端分别与触发器的输入端以及PWM信号发射器的输入端连接，触发器的输出端与差分GPS的输入端连接，差分GPS输出端与PWM信号发射器的输入端连接，PWM信号发射器的输出端与无人机上的PWM信号接收器的输入端连接，PWM信号接收器的输出端与单片机的输入端连接，无人机上的相机以及GPS模块与单片机连接，单片机的输出端与存储器输入端连接，该存储器输出端通过无线数据传输网络与服务器连接。

而且，所述服务器内置有静态GPS数据库，服务器上安装有计算、显示、绘图等外接设备。

本发明的另一个目的是提供了一种用于无人机的精确测绘系统的数据采集方法，其步骤为：

⑴指令触发：由基站对自驾仪发出采集指令，该指令由自驾仪转换成PWM信号对无人机进行传输，采集指令还通过触发器启动自驾仪上的差分GPS将修正GPS测量数据添加到PWM信号数据中拟合；

⑵数据采集：无人机上的单片机在接收到PWM信号之后，对无人机上的相机、GPS模块进行驱动采集数据，然后将采集的数据反馈到单片机；

⑶数据结合：单片机将采集的数据与差分GPS输出的修正GPS测量数据结合成动态采集数据，并存储到存储器内；

⑷信息发送：存储器的数据通过无线数据传输网络发送到基站的服务器内；

⑸信息校准：服务器内置有静态GPS数据库，该静态GPS数据库可通过不同的计算机及相应的算法完成动态采集数据的修正。

而且，步骤所述采集的数据包括图片数据、时间数据、经度数据、纬度数据、无人机三轴姿态角度数据。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用差分GPS提供修正测量数据，将其与无人机上采集的动态采集数据相结合，再通过基站的静态数据作为校准值而对动态采集数据进行调校，由此可形成高分辨率的数据，在绘图结果的表现上即为当绘出图纸比例为1:500的状态下，其分辨率为2cm，远远超出了普通无人机的测绘精度。