一种测绘无人机航线规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测绘无人机航线规划方法，包括：S1、确定目标测绘区域；S2、确定无人机初始位置和航向角度；S3、确定航带间距和飞行高度；S4、根据S1获得的目标区域信息和S2获得的无人机初始位置数据，生成所有能完全覆盖目标测绘区域的航点经纬度坐标；S5、确定降落点与降落方向并生成返航航点经纬度坐标与降落航点经纬度坐标；S6、依次连接所有航点经纬度坐标并结合S3获得的飞行高度，生成航线。以及一种测绘无人机航线规划装置，包括输入端、感测模块、采集模块、计算模块、返航处理模块、航线生成模块。

Route planning method and device for surveying and mapping unmanned aerial vehicle

The invention discloses a surveying and mapping UAV route planning method, including: S1, S2, mapping to determine the target area; determine the UAV initial position and heading angle; S3, determine the strip spacing and height; S4, according to the data of the initial position of the target area for human-computer S1 information and S2, generate all can completely cover the target area of the surveying and mapping point latitude and longitude; S5, determine the landing point and landing direction and generate return waypoint latitude and longitude and latitude and longitude landing point; S6, connecting all waypoints latitude and longitude are combined with S3. The flying height of the generating route. As well as a surveying and mapping UAV route planning device, which comprises an input terminal, a sensing module, an acquisition module, a calculation module, a return processing module and an air route generation module.

【技术实现步骤摘要】
一种测绘无人机航线规划方法及装置
本专利技术涉及无人机测绘技术，尤其涉及一种测绘无人机航线规划方法及装置。
技术介绍
在传统的无人机测绘工作中，通常在无人机飞行前期需要对测绘目标区域进行分析，根据测绘要求对无人机的航线进行规划，并将规划信息上传到无人机中，供无人机执行测绘任务。一般情况下，需要事先计算测绘无人机的航点信息，现有技术多依靠人工实地考察并进行计算来完成，一方面，计算比较繁琐很浪费时间且容易出现失误，导致无人机测绘工作受到影响，另一方面，受目标区域的限制比较大，目标区域为不规则的形状时，计算工作难以实施。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种测绘无人机航线规划方法及装置，能够快速地生成高精度航点和航线，提高无人机的作业效率和灵活性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种测绘无人机航线规划方法，包括：S1、输入获取待测绘的多边形目标区域各顶点的经纬度坐标信息，确定目标测绘区域；S2、使用传感器采集无人机当前经纬度坐标信息、姿态数据、机头数据和坐标点气压高度，确定无人机初始位置和航向角度；S3、获取相机的画幅大小、传感器尺寸、镜头焦距，设置旁向重叠率和地面分辨率，确定航带间距和飞行高度；S4、根据S1获得的目标区域信息和S2获得的无人机初始位置数据，生成第一个航点经纬度坐标；根据第一个航点经纬度坐标、目标区域边界和航向角度生成第二个航点经纬度坐标；根据第二个航点经纬度坐标和S3获得的航带间距，生成第三个航点经纬度坐标，同理计算出所有能完全覆盖目标测绘区域的航点经纬度坐标；S5、确定降落点与降落方向并生成返航航点经纬度坐标与降落航点经纬度坐标；S6、依次连接所有航点经纬度坐标并结合S3获得的飞行高度，生成航线。为解决上述问题，本专利技术还提供一种测绘无人机航线规划装置，包括：输入端，用于获取待测绘的目标区域的坐标信息；感测模块，用于感测无人机当前的状态参数和飞行环境；采集模块，用于收集相机的拍摄参数；计算模块，用于生成各个航点的位置信息；返航处理模块，用于确定返航点和降落点的位置信息；航线生成模块，用于生成最终的航线。本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以根据电子地图实时选择要测绘的目标区域，而不用实地测量目标区域的位置信息，可大大节省时间；目标区域可以是任意多边形，能够充分描述被测绘对象；可自动计算各个航点，快速生成精确的任务航点信息，缩短在航线规划前期的工作时间；计算模块可根据目标区域和无人机飞行参数的变化实时调整航线信息，提高无人机航线规划的灵活性。附图说明图1为本专利技术实施例一的测绘无人机航线规划方法流程示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：根据不同的目标区域和测绘要求，即可快速地自动生成相应的航点信息，节省时间，且减少误差。请参照图1，一种测绘无人机航线规划方法，包括：S1、输入获取待测绘的多边形目标区域各顶点的经纬度坐标信息，确定目标测绘区域；S2、使用传感器采集无人机当前经纬度坐标信息、姿态数据、机头数据和坐标点气压高度，确定无人机初始位置和航向角度；S3、获取相机的画幅大小、传感器尺寸、镜头焦距，设置旁向重叠率和地面分辨率，确定航带间距和飞行高度；S4、根据S1获得的目标区域信息和S2获得的无人机初始位置数据，生成第一个航点经纬度坐标；根据第一个航点经纬度坐标、目标区域边界和航向角度生成第二个航点经纬度坐标；根据第二个航点经纬度坐标和S3获得的航带间距，生成第三个航点经纬度坐标，同理计算出所有能完全覆盖目标测绘区域的航点经纬度坐标；S5、确定降落点与降落方向并生成返航航点经纬度坐标与降落航点经纬度坐标；S6、依次连接所有航点经纬度坐标并结合S3获得的飞行高度，生成航线。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：区别于现有技术中需要到测绘区域实地收集各项参数和信息然后再进行人工计算航点，本专利技术可以实时在地图选择要测绘的区域，而且选择的区域可以是任意多边形；只需通过设置好各项参数即可快速生成精确的任务航点信息，大大缩短在规划前期工作时间，提高无人机任务规划灵活性。进一步的，步骤S1在获取目标区域信息时，会根据原目标区域的边界向外延伸一定距离。由上述描述可知，在原目标区域的外围增加延伸区域，可以充分测绘出目标拍摄区域，保证拍摄区域完整性。进一步的，步骤S5还包括：在无人机降落阶段使用传感器检测风向和风速，根据环境风向和风速重新确定降落点与降落方向，并更新降落航线。进一步的，步骤S4还包括设置无人机的飞行速度，确定爬升点位置。进一步的，步骤S3中的画幅大小包括画幅宽度和画幅长度；航带间距和飞行高度是根据以下约束条件确定：飞行高度＝地面分辨率*镜头焦距*画幅宽度/传感器宽度；航带间隔＝(1-旁向重叠率)*地面分辨率*画幅长度。另外，还提供一种测绘无人机航线规划装置，其特征在于，包括：输入端，用于获取待测绘的目标区域的坐标信息；感测模块，用于感测无人机当前的状态参数和飞行环境；采集模块，用于收集相机的拍摄参数；计算模块，用于生成各个航点的位置信息；返航处理模块，用于确定返航点和降落点的位置信息；航线生成模块，用于生成最终的航线。进一步的，还包括预处理模块，用于对输入的目标区域的坐标信息做一个外延处理。由上述描述可知，适当地向外延伸目标区域，可以充分描述被测绘对象，并保证无人机执行任务的过程中目标区域能够被充分完整地拍摄到。进一步的，还包括调整模块，若感测模块测出当前的飞行环境与初始飞行环境不同时，调整模块会根据变化情况对航点信息做实时调整。由上述描述可知，该调整模块可帮助无人机根据实际风向实时调整无人机的航飞航向，尽量保证飞机正确的飞行姿态，从而保证拍摄影像的重叠率和后期成像质量。实施例一请参照图1，本专利技术的实施例一为：一种测绘无人机航线规划方法，具体包括以下步骤：S1、输入获取待测绘的多边形目标区域各顶点的经纬度坐标信息，确定目标测绘区域。该目标区域可以在地图上实时选择，选择的区域可以是任意多边形，能够充分描述被测绘对象。确定目标测绘区域之前，需要根据原目标区域的边界向外延伸一定距离，延伸的距离可根据实际情况自行设定，保证测绘无人机在执行任务的过程中能够尽量拍摄到全面的目标区域信息。S2、使用无人机上的传感器采集无人机当前经纬度坐标信息、姿态数据、机头数据和坐标点气压高度，确定无人机初始位置和航向角度，以供航点规划使用。S3、获取相机的画幅大小、传感器尺寸、镜头焦距，设置旁向重叠率和地面分辨率，确定航带间距和飞行高度。其中，画幅大小包括画幅宽度和画幅长度。拍摄时无人机的飞行高度由需要的图片分辨率和相机的拍摄参数决定。分辨率＝航飞高度*像元宽度/镜头焦距，其中像元宽度＝相机传感器尺寸宽度/画幅宽度。例如，某相机模型传感器尺寸为：4.64*6.16，画幅大小为：3456*4608，镜头焦距为：5.4，则像元宽度＝4.64/3456＝0.001343，如果拍摄分辨率为0.05m的航片，则对应的飞行高度大约为0.05*5.4/0.001343＝201m。为便于拍摄图片的后期处理，无人机在拍摄时一般都要求等距拍照，所以需要提前规划好无人机的拍照间距和航带间距。其中航带间距是由旁向重叠率、分辨率、画幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测绘无人机航线规划方法，其特征在于，包括：S1、获取待测绘的多边形目标区域各顶点的经纬度坐标信息，确定目标测绘区域；S2、使用传感器采集无人机当前经纬度坐标信息、姿态数据、机头数据和坐标点气压高度，确定无人机初始位置和航向角度；S3、获取相机的画幅大小、传感器尺寸、镜头焦距，设置旁向重叠率和地面分辨率，确定航带间距和飞行高度；S4、根据S1获得的目标区域信息和S2获得的无人机初始位置数据，生成第一个航点经纬度坐标；根据第一个航点经纬度坐标、目标区域边界和航向角度生成第二个航点经纬度坐标；根据第二个航点经纬度坐标和S3获得的航带间距，生成第三个航点经纬度坐标，同理计算出所有能完全覆盖目标测绘区域的航点经纬度坐标；S5、确定降落点与降落方向并生成返航航点经纬度坐标与降落航点经纬度坐标；S6、依次连接所有航点经纬度坐标并结合S3获得的飞行高度，生成航线。

【技术特征摘要】
1.一种测绘无人机航线规划方法，其特征在于，包括：S1、获取待测绘的多边形目标区域各顶点的经纬度坐标信息，确定目标测绘区域；S2、使用传感器采集无人机当前经纬度坐标信息、姿态数据、机头数据和坐标点气压高度，确定无人机初始位置和航向角度；S3、获取相机的画幅大小、传感器尺寸、镜头焦距，设置旁向重叠率和地面分辨率，确定航带间距和飞行高度；S4、根据S1获得的目标区域信息和S2获得的无人机初始位置数据，生成第一个航点经纬度坐标；根据第一个航点经纬度坐标、目标区域边界和航向角度生成第二个航点经纬度坐标；根据第二个航点经纬度坐标和S3获得的航带间距，生成第三个航点经纬度坐标，同理计算出所有能完全覆盖目标测绘区域的航点经纬度坐标；S5、确定降落点与降落方向并生成返航航点经纬度坐标与降落航点经纬度坐标；S6、依次连接所有航点经纬度坐标并结合S3获得的飞行高度，生成航线。2.如权利要求1所述的测绘无人机航线规划方法，其特征在于，步骤S1在获取目标区域信息时，会根据原目标区域的边界向外延伸一定距离。3.如权利要求1所述的测绘无人机航线规划方法，其特征在于，步骤S5还包括：在无人机降落阶段使用传感器检测风向和风速...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，
申请(专利权)人：深圳市九天创新科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44