[發(fā)明專利]一種基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310635510.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103591938A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李享;杜毅;楊蔚;范強(qiáng);楊穎銳;賴宗林
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;林輝輪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于旋翼無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

無人直升機(jī)成本低、效費(fèi)比高、使用方便，在民用和軍用領(lǐng)域有廣泛的發(fā)展前景，無人直升機(jī)本身的天氣適應(yīng)能力強(qiáng)，可在不適合一般飛行條件下進(jìn)行飛行，廣泛應(yīng)用于航拍、高空架線，線路巡查等。

利用無人機(jī)測量目標(biāo)高度經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已能夠滿足對于大型且測量精度要求不高的工程要求；但是對于通行困難或者作業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域的工程，如變電站，線路桿塔較多的地方其使用就受到了一定的限制，導(dǎo)致測量困難，測量精度差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)及方法，可不受場地條件制約，又有較高測量精度。??

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：??

一種基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)，包括旋翼無人機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、微波發(fā)射器、地面控制站、微波接收天線、數(shù)據(jù)線和計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)，所述旋翼無人機(jī)上安裝有數(shù)碼相機(jī)和微波發(fā)射器，所述數(shù)碼相機(jī)與微波發(fā)射器通過無人機(jī)的飛行控制板連接，計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)安裝在地面控制站，所述地面控制站上的電腦串口通過數(shù)據(jù)線與微波接收天線連接。所述飛行控制板為電子集成芯片，可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自動(dòng)飛行以及數(shù)據(jù)采集和中轉(zhuǎn)等功能；微波接收天線為微波發(fā)射器的配套設(shè)備，兩者共同實(shí)現(xiàn)信號的發(fā)射與接收。

上述基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)中，所述地面控制站為可以折疊的箱形，下面設(shè)置有筆記本電腦，上方為顯示屏，并設(shè)置電腦串口。

上述基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)中，所述旋翼無人機(jī)帶有GPS定位裝置。

上述基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)中，數(shù)碼相機(jī)通過在旋翼無人機(jī)的機(jī)身開孔固定的方式與無人機(jī)連接，數(shù)碼相機(jī)的鏡頭或豎直朝下，或與水平面有0-60度的夾角。

上述基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的系統(tǒng)中，所述計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)包括照片前處理模塊、點(diǎn)位坐標(biāo)測量模塊、照片參數(shù)解算模塊、高度分析模塊、誤差分析模塊。

一種基于無人機(jī)測量線路弧垂高度的方法，以旋翼無人機(jī)為載體實(shí)現(xiàn)超低空飛行，以數(shù)碼相機(jī)為信息采集器件，用計(jì)算測量系統(tǒng)按照測量線路弧垂高度的方法對數(shù)碼相機(jī)拍攝的照片進(jìn)行處理計(jì)算從而獲取目標(biāo)的垂直高度信息；包括下列步驟:

????步驟1：照片前處理模塊、點(diǎn)位坐標(biāo)測量模塊依次銜接得到數(shù)據(jù)信息像點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟2：照片參數(shù)解算模塊執(zhí)行像點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息，高度分析模塊與照片參數(shù)解算模塊銜接，其后續(xù)步驟為誤差分析模塊。

本發(fā)明的工作原理是:

無人機(jī)在地面控制站的遙控下，飛到相應(yīng)高度對線路的弧垂進(jìn)行拍攝，監(jiān)視圖象通過微波發(fā)射器和微波接收天線傳輸和接收實(shí)時(shí)顯示于地面控制站的顯示屏上。對拍攝的照片按照測量線路弧垂高度的理論進(jìn)行處理計(jì)算，得到目標(biāo)線路的弧垂高度。將不同時(shí)期的照片所得的弧垂高度進(jìn)行比較，通過差分的方法進(jìn)而得到目標(biāo)線路的最終弧垂高度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：旋翼無人機(jī)無需專用起降跑道，場地適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于地形條件復(fù)雜區(qū)域工程的高度測量；該系統(tǒng)省時(shí)、省力且測量效率高；使用無人機(jī)比較安全，不會造成人員傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中旋翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中標(biāo)記：1-旋翼無人機(jī)，11-飛行控制板，2-數(shù)碼相機(jī)，3-地面控制站，31-電腦串口，?32-筆記本電腦，33-顯示屏，41-微波發(fā)射器，42-微波接收天線，5-數(shù)據(jù)線，?34-計(jì)算機(jī)測量系統(tǒng)，?341-照片前處理模塊、342-點(diǎn)位坐標(biāo)測量模塊、343-照片參數(shù)解算模塊、344-高度分析模塊、345-誤差分析模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1