一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，包括旋翼飞艇、定位导航系统、飞艇无线通信系统和地图服务器；所述定位导航系统通过飞艇通信无线通信模块与地图服务器连接，用于采集并记录无障碍导航飞艇的运动轨迹，根据时空坐标序列形成无障碍导航飞艇的全程运动轨迹文件，并将运动轨迹文件发送至地图服务器；所述地图服务器用于根据全程运动轨迹文件自动生成飞行环境之三维地图。本发明专利技术通过无障碍导航飞艇的自动化及智能化飞行能力，进行室内(外)立体空间全方位数据采集并生成三维地图，解决了室内(外)地图测绘人工繁琐、投入大、周期长、更新维护难等问题，以自动测绘取代人工行为，降低成本、提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞行器
，尤其涉及一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统。
技术介绍
飞艇作为一种被广泛使用的航空器，具有空中悬浮能力，而且操作驾驶简单方便，能够在低空低速飞行，安全性能较好，对起落的场地要求不高，运营成本也比较低，且易于维护保养。现有的通过无人机进行数据采集进而绘制相关区域地图的方案，由于存在碰撞、不稳定等因素制约，难以最大限度对飞行环境进行自动覆盖，均需以人工测量为前提，周期长、投入大，且效率低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述问题。本专利技术实现方式如下，一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，包括旋翼飞艇、定位导航系统、飞艇无线通信系统和地图服务器；所述定位导航系统通过飞艇通信无线通信模块与地图服务器连接，用于采集并记录无障碍导航飞艇的运动轨迹，根据时空坐标序列形成无障碍导航飞艇的全程运动轨迹文件，并将运动轨迹文件发送至地图服务器；所述地图服务器用于根据全程运动轨迹文件自动生成飞行环境之三维地图。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述无障碍导航飞艇还包括摄像头模块，所述摄像头模块设置于无障碍导航飞艇上，并通过飞艇无线通信模块与地图服务器连接，用于拍摄场景照片，将拍摄的照片数据发送至地图服务器。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述地图服务器生成三维地图的方式为：接收飞艇全程运动轨迹文件和照片数据，将全程运动轨迹文件转换为GIS数据，对无障碍导航飞艇的全部活动范围，进行基于GIS系统的边界分析及测度量算，获取飞行航程的边缘轮廓与空间结构，自动生成室内(外)三维地图，并结合照片数据对三维地图进行修正。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述摄像头模块拍摄的照片上包括时间戳与空间坐标。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述全程飞行轨迹文件和照片数据的发送方式包括无线电数据链、WIFI或数据卡拷贝。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：定位导航系统包括飞艇定位导航模块、轨迹记录模块、地面定位控制点模块、地面导航服务器，所述飞艇定位导航模块和轨迹记录模块分别设置于无障碍导航飞艇上，地面定位控制点模块设置于室内外的关键位置，具有精确空间坐标值，所述飞艇定位导航模块通过与地面定位控制点模块进行通信连接，利用三角测量原理获取自身位置信息并将该位置信息及时间发送至地面导航服务器；所述地面导航服务器根据规划路径对所述飞艇进行三维导航；所述轨迹记录模块实时采集并记录无障碍导航飞艇的运动轨迹，按顺序记录无障碍导航飞艇的时空坐标序列，形成全程运动轨迹文件，并与所述地面导航服务器进行实时数据交换。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述无障碍导航飞艇上还设有碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射感应模块，所述碰撞感应模块用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块；所述超声波发射感应模块用于侦测无障碍导航飞艇四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块；所述动力控制模块根据碰撞信号或障碍物及其距离信号自动调整无障碍导航飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述飞艇无线通信模块与动力控制系统相集成，用于完成地面站到无障碍导航飞艇的遥控指令的发送接收，以及无障碍导航飞艇到地面站的遥测数据或视频图像的发送接收，并将地面站的遥控指令传输至动力控制模块，所述动力控制模块根据地面站的遥控指令调整无障碍导航飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。本专利技术实施例采取的技术方案还包括：所述定位导航模块的导航方式为：地面导航服务器向飞艇无线通信模块发送导航信息，飞艇无线通信模块将导航信息传输至动力控制模块，动力控制模块根据导航信息控制无障碍导航飞艇前后、上下、左右、快慢运动模式，实现三维导航飞行；或通过地面无线通信模块发送人工指令进行遥控飞行。本专利技术实施例的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，通过定位导航模块动态获取无障碍导航飞艇的时空信息，并根据规划线路进行三维导航，或人工控制飞行；通过增加碰撞感应、超声波发射感应和无线电通信控制功能，在飞行过程中自动侦测及避让障碍物，或在发生碰撞后自动调整飞行路线，从而有效避免坠落、中断及损坏，实现了自主智能，能够克服外部约束，实现室内(外)无障碍、定点、定向、基于规划线路的三维自动导航飞行，通过超声波感应与碰撞感应，全方位覆盖被测区域、获取边界轮廓及空间结构，自动进行室内(外)立体空间数据采集并生成三维地图，解决了室内(外)地图测绘人工繁琐、投入大、周期长、更新维护难等问题，以机器自动测绘取代人工，降低成本、提高效率。附图说明图1是本专利技术实施例的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，是本专利技术实施例的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统的结构示意图。本专利技术实施例的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统包括旋翼飞艇、定位导航系统、无线通信系统、摄像头模块和地图服务器；其中，定位导航系统由飞艇定位导航模块、轨迹记录模块、地面定位控制点模块、地面导航服务器组成，无线通信系统由飞艇无线通信模块及地面无线通信模块组成，飞艇定位导航模块及轨迹记录模块、飞艇无线通信模块和摄像头模块分别设置于飞艇上，且飞艇定位导航模块通过无线通信系统与地面导航服务器相连，摄像头模块通过无线通信系统与地图服务器连接；定位导航模块用于动态获取飞艇飞行中位置信息，根据自身位置信息、控制点坐标及规划线路实现室内(外)三维导航飞行或人工控制飞行；在此过程中记录飞艇的运动轨迹，根据时空坐标序列，形成全程运动轨迹文件，将运动轨迹文件发送至地图服务器；摄像头模块用于拍摄场景照片，并将拍摄的照片数据通过无线通信模块发送至地图服务器；地图服务器用于根据飞艇的运动轨迹文件生成室内(外)三维地图，并结合照片数据对三维地图进行修正；在本专利技术实施例中，所述无障碍导航飞艇为多旋翼动力无障碍导航飞艇。无障碍导航飞艇上还设有碰撞感应模块、超声波发射感应模块及动力控制模块，碰撞感应模块、超声波发射感应模块和飞艇无线通信模块分别与动力控制模块相集成，定位导航模块与飞艇无线通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，包括无障碍导航飞艇，其特征在于，还包括定位导航系统、飞艇无线通信模块和地图服务器；所述定位导航系统通过飞艇无线通信模块与地图服务器连接，用于采集并记录无障碍导航飞艇的运动轨迹，根据时空坐标序列形成无障碍导航飞艇的全程运动轨迹文件，并将所述运动轨迹文件发送至地图服务器；所述地图服务器用于根据全程运动轨迹文件自动生成飞行环境之三维地图。

【技术特征摘要】
1.一种基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系统，包括无障碍导
航飞艇，其特征在于，还包括定位导航系统、飞艇无线通信模块和地图服务
器；所述定位导航系统通过飞艇无线通信模块与地图服务器连接，用于采集
并记录无障碍导航飞艇的运动轨迹，根据时空坐标序列形成无障碍导航飞艇
的全程运动轨迹文件，并将所述运动轨迹文件发送至地图服务器；所述地图
服务器用于根据全程运动轨迹文件自动生成飞行环境之三维地图。
2.根据权利要求1所述的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系
统，其特征在于，还包括摄像头模块，所述摄像头模块设置于无障碍导航飞
艇上，并通过飞艇无线通信模块与地图服务器连接，用于拍摄场景照片，将
拍摄的照片数据发送至地图服务器。
3.根据权利要求1或2所述的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘
系统，其特征在于，所述地图服务器生成三维地图的方式为：接收飞艇全程
运动轨迹文件和照片数据，将全程运动轨迹文件转换为GIS数据，对无障碍
导航飞艇的全部活动范围，进行基于GIS系统的边界分析及测度量算，获取
飞行航程的边缘轮廓与空间结构，自动生成室内(外)三维地图，并结合照片
数据对三维地图进行修正。
4.根据权利要求2所述的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系
统，其特征在于，所述摄像头模块拍摄的照片上包括时间戳与空间坐标。
5.根据权利要求1或2所述的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘
系统，其特征在于，所述全程飞行轨迹文件和照片数据的发送方式包括无线
电数据链、WIFI或数据卡拷贝。
6.根据权利要求1所述的基于无障碍导航飞艇的三维地图自动测绘系
统，其特征在于，定位导航系统包括飞艇定位导航模块、轨迹记录模块、地
面定位控制点模块、地面导航服务器，所述飞艇定位导航模块和轨迹记录模
块分别设置于无障碍导航飞艇上，地面定位控制点模块设置于室内外的关键...

【专利技术属性】
技术研发人员：修文群，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44