[發(fā)明專利]一種基于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的三維地圖自動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610029704.0
• 申請(qǐng)日: 2016-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105628004A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 修文群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01C15/00
• 分類號(hào): G01C15/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 郝明琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的三維 地圖自動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)。

背景技術(shù)

飛艇作為一種被廣泛使用的航空器，具有空中懸浮能力，而且操作駕 駛簡(jiǎn)單方便，能夠在低空低速飛行，安全性能較好，對(duì)起落的場(chǎng)地要求不 高，運(yùn)營(yíng)成本也比較低，且易于維護(hù)保養(yǎng)。

現(xiàn)有的通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)而繪制相關(guān)區(qū)域地圖的方案，由于 存在碰撞、不穩(wěn)定等因素制約，難以最大限度對(duì)飛行環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)覆蓋， 均需以人工測(cè)量為前提，周期長(zhǎng)、投入大，且效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的三維地圖自動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)，旨在 至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方式如下，一種基于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的三維地圖自動(dòng)測(cè)繪系 統(tǒng)，包括旋翼飛艇、定位導(dǎo)航系統(tǒng)、飛艇無(wú)線通信系統(tǒng)和地圖服務(wù)器；所述 定位導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)飛艇通信無(wú)線通信模塊與地圖服務(wù)器連接，用于采集并記 錄無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)時(shí)空坐標(biāo)序列形成無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的全 程運(yùn)動(dòng)軌跡文件，并將運(yùn)動(dòng)軌跡文件發(fā)送至地圖服務(wù)器；所述地圖服務(wù)器用 于根據(jù)全程運(yùn)動(dòng)軌跡文件自動(dòng)生成飛行環(huán)境之三維地圖。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇還包括攝像 頭模塊，所述攝像頭模塊設(shè)置于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇上，并通過(guò)飛艇無(wú)線通信模 塊與地圖服務(wù)器連接，用于拍攝場(chǎng)景照片，將拍攝的照片數(shù)據(jù)發(fā)送至地圖服 務(wù)器。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述地圖服務(wù)器生成三維地圖的 方式為：接收飛艇全程運(yùn)動(dòng)軌跡文件和照片數(shù)據(jù)，將全程運(yùn)動(dòng)軌跡文件轉(zhuǎn)換 為GIS數(shù)據(jù)，對(duì)無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的全部活動(dòng)范圍，進(jìn)行基于GIS系統(tǒng)的邊界分 析及測(cè)度量算，獲取飛行航程的邊緣輪廓與空間結(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成室內(nèi)(外)三 維地圖，并結(jié)合照片數(shù)據(jù)對(duì)三維地圖進(jìn)行修正。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述攝像頭模塊拍攝的照片上包 括時(shí)間戳與空間坐標(biāo)。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述全程飛行軌跡文件和照片數(shù) 據(jù)的發(fā)送方式包括無(wú)線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI或數(shù)據(jù)卡拷貝。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括飛艇定位導(dǎo)航 模塊、軌跡記錄模塊、地面定位控制點(diǎn)模塊、地面導(dǎo)航服務(wù)器，所述飛艇定 位導(dǎo)航模塊和軌跡記錄模塊分別設(shè)置于無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇上，地面定位控制點(diǎn) 模塊設(shè)置于室內(nèi)外的關(guān)鍵位置，具有精確空間坐標(biāo)值，所述飛艇定位導(dǎo)航模 塊通過(guò)與地面定位控制點(diǎn)模塊進(jìn)行通信連接，利用三角測(cè)量原理獲取自身位 置信息并將該位置信息及時(shí)間發(fā)送至地面導(dǎo)航服務(wù)器；所述地面導(dǎo)航服務(wù)器 根據(jù)規(guī)劃路徑對(duì)所述飛艇進(jìn)行三維導(dǎo)航；所述軌跡記錄模塊實(shí)時(shí)采集并記錄 無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的運(yùn)動(dòng)軌跡，按順序記錄無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的時(shí)空坐標(biāo)序列， 形成全程運(yùn)動(dòng)軌跡文件，并與所述地面導(dǎo)航服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇上還設(shè)有碰 撞感應(yīng)模塊、動(dòng)力控制模塊和超聲波發(fā)射感應(yīng)模塊，所述碰撞感應(yīng)模塊用于 檢測(cè)碰撞信號(hào)，并將碰撞信號(hào)傳輸至動(dòng)力控制模塊；所述超聲波發(fā)射感應(yīng)模 塊用于偵測(cè)無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇四周的障礙物，發(fā)現(xiàn)障礙物則將障礙物及其距離 信號(hào)傳輸至動(dòng)力控制模塊；所述動(dòng)力控制模塊根據(jù)碰撞信號(hào)或障礙物及其距 離信號(hào)自動(dòng)調(diào)整無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的動(dòng)力、飛行姿態(tài)及飛行方向。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述飛艇無(wú)線通信模塊與動(dòng)力控 制系統(tǒng)相集成，用于完成地面站到無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的遙控指令的發(fā)送接收， 以及無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇到地面站的遙測(cè)數(shù)據(jù)或視頻圖像的發(fā)送接收，并將地面 站的遙控指令傳輸至動(dòng)力控制模塊，所述動(dòng)力控制模塊根據(jù)地面站的遙控指 令調(diào)整無(wú)障礙導(dǎo)航飛艇的動(dòng)力、飛行姿態(tài)及飛行方向。

本發(fā)明實(shí)施例采取的技術(shù)方案還包括：所述定位導(dǎo)航模塊的導(dǎo)航方式 為：地面導(dǎo)航服務(wù)器向飛艇無(wú)線通信模塊發(fā)送導(dǎo)航信息，飛艇無(wú)線通信模塊 將導(dǎo)航信息傳輸至動(dòng)力控制模塊，動(dòng)力控制模塊根據(jù)導(dǎo)航信息控制無(wú)障礙導(dǎo) 航飛艇前后、上下、左右、快慢運(yùn)動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)三維導(dǎo)航飛行；或通過(guò)地面 無(wú)線通信模塊發(fā)送人工指令進(jìn)行遙控飛行。