[發明專利]一種多端協同森林樹冠下地貌建圖系統及方法

在審

• 申請號: 202010419251.9
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111765886A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 施東慶;賈文良
• 申請（專利權）人: 浙江西貝虎特種車輛股份有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/47;G01S19/48;G01S17/86
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種多端協同森林樹冠下地貌建圖系統及方法，系統包括衛星導航系統和無人車，無人車設有三維激光雷達、慣性導航系統、衛星導航模塊和處理模塊。方法包括:初始化校正時間；三維激光雷達獲取無人車周圍空間環境的三維點云數據，慣性導航系統獲取無人車慣性導航定位數據，衛星導航模塊獲取無人車的衛星導航定位數據；融合無人車的慣性導航定位數據和衛星導航定位數據獲取無人車實時定位信息；根據三維點云數據和實時定位信息有序堆積生成三維地貌圖。本發明將無人車慣性導航定位數據和衛星導航定位數據相融合，提高了無人車定位精度，提高了三維地貌圖的精度，為火災發生時的最佳滅火搜救路徑與方案提供直接的依據與保障。

技術領域

本發明涉及地圖構建技術領域，尤其涉及一種多端協同森林樹冠下地貌建圖系統及方法。

背景技術

中國森林分布廣泛、地理環境復雜多樣，森林火災時有發生。中國每年平均發生森林火災約1萬多次，燒毀森林幾十萬至上百萬公頃，約占全國森林面積的5～8‰。1987年5月黑龍江大興安嶺還發生特大森林火災，過火面積101萬公頃，其中有林面積占70％。森林火災燒毀林木,燒毀林下植物資源,危害野生動物,引起水土流失,使下游河流水質下降,引起空氣污染,威脅人民生命財產安全，而且還嚴重破壞森林結構和森林環境，導致森林生態系統失去平衡。高強度的大火，能破壞土壤的化學、物理性質，降低土壤的保水性和滲透性，使某些林地和低洼地的地下水位上升，引起沼澤化；另外，由于土壤表面炭化增溫，還會加速火燒跡地干燥，導致陽性雜草叢生，不利森林更新或造成耐極端生態條件的低價值森林更替。大量森林火災表明，最有效的滅火手段是快速建立隔離帶，從而有效地隔離火源區域與其他區域之間的連接，防止大火蔓延。而要做到精準、高效、快速地防火、滅火與搜救，一張精準的詳細的森林三維地形地貌的地圖是必不可少的，特別是要獲得森林茂密樹冠下的地形地貌圖，這樣才能快速建立隔離帶，才能為最佳的滅火搜救路徑與方案提供直接的依據與保障。

例如，中國專利文獻CN109029422A公開了“一種多無人機協作構建三維調查地圖的方法和裝置”，所述方法包括獲取至少兩個無人機在飛行過程中采集的帶有環境調查數據的至少兩個地圖數據；基于所述至少兩個地圖數據，生成融合的帶有所述環境調查數據的三維調查地圖。上述專利文獻中只利用無人機完成三維調查地圖的構建，在構建的過程中無人機的定位精度受到森林冠木層的影響，從而導致構建的三維調查地圖精度低。

發明內容

本發明主要解決原有的森林樹冠下地貌建圖系統及方法定位精度低的技術問題；提供一種多端協同森林樹冠下地貌建圖系統及方法，將無人車的慣性導航定位數據和無人車的衛星導航定位數據相融合，提高了定位精度。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本發明的一種多端協同森林樹冠下地貌建圖系統，包括衛星導航系統和無人車，所述無人車上設有三維激光雷達、慣性導航系統、衛星導航模塊和處理模塊；

其中，所述三維激光雷達用于獲取所述無人車周圍空間環境的三維點云數據；

所述慣性導航系統用于獲取所述無人車的慣性導航定位數據；

所述衛星導航模塊用于獲取所述獲取無人車的衛星導航定位數據；

所述處理模塊用于處理所述三維激光雷達、慣性導航系統和衛星導航模塊的數據并生成三維地貌圖。

三維激光雷達獲取無人車周圍空間環境的三維點云數據，慣性導航系統獲取無人車的慣性導航定位數據，衛星導航模塊獲取無人車的衛星導航定位數據；處理模塊融合無人車的慣性導航定位數據和無人車的衛星導航定位數據，獲取無人車的實時定位信息，再根據三維點云數據和實時定位信息有序堆積生成三維地貌圖。將無人車的衛星導航定位數據與無人車的慣性導航定位數據相融合，提高了三維地貌圖構建過程中無人車的定位精度，進而提高了三維地貌圖的精度，為森林火災發生時的最佳的滅火搜救路徑與方案提供直接的依據與保障。