[發明專利]一種基于無人機集群的分布式實時三維地理測繪系統

在審

• 申請號: 201710168562.0
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106989727A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 丁軍;馮翼;王猛
• 申請（專利權）人: 蘇州光之翼智能科技有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙)11346
• 代理人: 魏秀莉

技術領域

本發明涉及一種基于無人機集群分布式實時三維地理測繪系統。

背景技術

隨著數字化城市建設、安防、森林防火等需求，需要通過航拍的方式構建三維地理信息圖。無人機由于輕便靈活、編程能力強、環境要求低等優點，可以做到隨時需要隨時起飛；進一步地借助實時圖像傳輸系統，地面站系統可實時接收圖像，位置信息，動態構建地理信息圖。

現有的三維地理信息繪制，需要專業的具備低空飛行資質的人員、飛機值飛，并通過復雜的錄、攝像設備進行數據采集；整個過程對人員要求，天氣狀況要求很高；而且由于較多的人、機交互，不確定性因素較多，采集精度差，實時性差；在某些特定場景下，需要快速對寬廣區域進行三維地理重建，單個無人機的續航，拍攝能力，單個地面站的計算能力，也會限制無人機測繪的效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種基于無人機集群分布式實時三維地理測繪系統。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于無人機集群分布式實時三維地理測繪系統，包括無人機和地面站，所述無人機包括拍攝系統，速度/加速度傳感器，GPS，角速度/加速度傳感器，電機驅動，云臺控制和高速數據傳輸通道，所述地面站包括地面站交互系統，所述地面站交互系統通過無線網與地面站通訊，所述地面站與所述無人機之間通過所述高速數據傳輸通道來傳輸數據；

各個模塊的功能:

速度、加速度傳感器：檢測當前三維速度、加速度信息，用以完成姿態解析；

角速度、加速度傳感器：檢測當前三維角速度、加速度信息，用以完成姿態解析；

GPS: 與衛星通信，獲得當前地理位置信息；

電機驅動：驅動電機，完成位移或者姿態調整；

云臺控制：用來控制攝像頭的轉向，用以控制拍攝系統定向拍攝；

地面站交互系統：用以與地面站無線通訊，實現任務的接收，飛行狀態查詢等低密度數據通訊；

拍攝系統：用以在飛行過程中執行定點拍攝任務；

高速數據傳輸通道：用以進行采集圖像的實時回傳地面站。

進一步的，所述無人機和所述地面站的個數是一樣的。

進一步的，所述無人機和所述地面站的個數為n，n≥2。

進一步的，所述無人機和所述地面站都與主服務器相連。

根據上述所述的基于無人機集群分布式實時三維地理測繪系統的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）在主服務器的平面地面上劃定待測繪區域的邊界；

步驟2）主服務器根據無人機集群配置，將待測區域切隔成四塊區域，并計算出對應的邊界信息；

步驟3）主服務器將各個區域的邊界信息發送給對應的地面站主機；

步驟4）地面站主機通過“地面站交互系統”將任務上傳給對應的無人機；

步驟5）無人機按照所分配任務的區域信息，規劃自動測繪路徑；

步驟6）無人機在測繪區域上空飛行，在規劃的采集點懸停；

步驟7）通過云臺調節攝像頭指向，進行拍照，獲取地理測繪所需重合度的圖片；

步驟8）獲取采集點的無人機GPS，高度信息；

步驟9）將圖片數據以及地理信息通過高速數據傳輸通道傳輸到對應的地面站

步驟10）地面站獲取該信息后，根據三維重建算法，實時運算并在本地顯示屏中顯示；

步驟11）隨著飛行區域的覆蓋，各地面站將實時重建出各自區域的三維地理信息；

步驟12）當所有的區域完成測繪后，待測繪區域的三維地理信息圖也實時完成。

本發明的有益效果:

本發明在實時測繪基礎上，針對寬廣區域的測繪需求上，提出了基于無人機集群測繪模式，并結合分布式的地面站系統，進行并發的實時重建，大大縮短了時間；且通過對測繪區域的分割實現了無人機集群并發測繪；進一步，通過實時傳輸系統，分布式地面站可實時運算并構建大區域三維地理信息圖。

附圖說明

圖1是本發明的模塊示意圖；

圖2是本發明的實施例示意圖。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。

參照圖1所示，一種基于無人機集群分布式實時三維地理測繪系統，包括無人機和地面站，所述無人機包括拍攝系統，速度/加速度傳感器，GPS，角速度/加速度傳感器，電機驅動，云臺控制和高速數據傳輸通道，所述地面站包括地面站交互系統，所述地面站交互系統通過無線網與地面站通訊，所述地面站與所述無人機之間通過所述高速數據傳輸通道來傳輸數據。