一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于无人机摄影测量技术领域，涉及一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置。本实用新型专利技术通过多旋翼飞行平台、电源模块、三轴摄影云台、航摄相机、机载GNSS差分模块、通信模块、自驾仪模块和控制模块的有机设置，并经相机参数精准测定、三维航线设计、架设基站、自动飞行与拍摄、落地检查和数据整理、曝光点外方位线元素精准求定和免像控点空中三角测量计算七个步骤，无需进行地面像控点测量工作，即能完成精度达国家大比例尺测图精度要求的空中三角测量，航测内业产品加工直接进行。本实用新型专利技术作业流程去除了外业地面像控点测量工序，实现作业模式从航摄到内业计算的直接衔接，减少了外业像控点测量的时间和开支，有效规避安全风险。

An image free control point 3D modeling and mapping device for multi rotor UAV

【技术实现步骤摘要】
一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置
本技术属于无人机摄影测量
，具体涉及一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置。
技术介绍
现有无人机传统摄影测量或倾斜摄影测量技术作业流程中，为确保空中三角测量的几何精度，往往需要野外测绘一定数量的地面像控点，其坐标参与区域网平差计算，但在工期日益紧张、像控点测量成本日益增加、危险困难地面人员无法抵达区域等工况条件下，减少甚至免除地面像控点测量工序将日趋紧迫。但目前的多旋翼无人机传统下视单镜头航摄或“多镜头”倾斜摄影进行测图或三维建模，若完全免除地面像控点测量，还存在如下技术问题：(1)现有的摄影测量与三维建模空中三角测量，依赖大量或少量地面像控满足必要的空三系统误差消除，无法实现真正的免除像控点进行前方交会测量定位。(2)空中三角测量的平面和高程精度，尤其是高程精度受重力场模型和摄区严密转换关系影响，往往精度无法达到规范要求，以满足大比例尺地形测量或三维建模的国家标准精度要求。
技术实现思路
本技术提供了一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，目的在于提供一种实现地面无像控点并使得三维建模与测图的空中三角测量定位精度达到国家大比例尺(1：5001:10001:2000)测图精度的几何要求的装置及方法。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，包括多旋翼飞行平台，电源模块，电源模块连接在多旋翼飞行平台上；三轴摄影云台，三轴摄影云台连接在多旋翼飞行平台正下方；航摄相机，航摄相机连接在三轴摄影云台下方并与三轴摄影云台电信号连接；机载GNSS差分模块，机载GNSS差分模块连接在多旋翼飞行平台上；通信模块，通信模块连接在多旋翼飞行平台上；自驾仪模块，自驾仪模块连接在多旋翼飞行平台上，自驾仪模块与机载GNSS差分模块、通信模块和三轴摄影云台电信号连接，自驾仪模块通过相机曝光线与航摄相机连接；控制模块，控制模块与通信模块电信号连接；所述机载GNSS差分模块、自驾仪模块和通信模块均与电源模块电连接。所述机载GNSS差分模块至少包括机载多模高频GNSS接收机、GNSS接收天线、历元数据存储器、RTK通讯链路电台和电子耦合连接附属件；所述的机载多模高频GNSS接收机与GNSS接收天线电信号连接，历元数据存储器与机载多模高频GNSS接收机连接，RTK通讯链路电台与机载多模高频GNSS接收机电信号连接，电子耦合连接附属件一端连接机载多模高频GNSS接收机，另一端连接自驾仪模块。所述控制模块包括地面基准站GNSS接收机和静态基站电台总成；所述地面基准站GNSS接收机与通信模块电信号连接，所述静态基站电台总成与地面基准站GNSS接收机电信号连接。所述静态基站电台总成包括静态数据存储器、动态RTK基准站数据发射电台及电台天线；所述静态数据存储器与地面基准站GNSS接收机相连；所述动态RTK基准站数据发射电台一端与地面基准站GNSS接收机相连，动态RTK基准站数据发射电台另一端与电台天线相连。还包括三脚架；所述三脚架连接在地面上，所述的地面基准站GNSS接收机和静态基站电台总成连接在三脚架上。所述航摄相机为多镜头或单镜头。有益效果：1、本技术在航摄完成后，无需进行任何地面像控点测量工作，即能够完成空中三角测量，航测内业产品加工可直接进行。2、本技术免像控点空中三角测量精度达到了国家大比例尺(1：5001:10001:2000)测图精度的几何要求。3、本技术的作业流程中去除了外业地面像控点测量工序，实现了作业模式从航摄到内业计算的直接衔接，减少了外业像控点测量的时间和成本开支，同时在危险困难地区实现高精度测图并有效规避了安全风险。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术结构示意图；图2是本技术控制模块结构示意图；图3是本技术流程图。图中：1-多旋翼飞行平台；2-机载GNSS差分模块；3-三轴摄影云台；4-航摄相机；5-基准站GNSS接收机；6-静态基站电台总成；7-三脚架。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一：根据图1和图2所示的一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，包括多旋翼飞行平台1，电源模块，电源模块连接在多旋翼飞行平台1上；三轴摄影云台3，三轴摄影云台3连接在多旋翼飞行平台1正下方；航摄相机4，航摄相机4连接在三轴摄影云台3下方并与三轴摄影云台3电信号连接；机载GNSS差分模块2，机载GNSS差分模块2连接在多旋翼飞行平台1上；通信模块，通信模块连接在多旋翼飞行平台1上；自驾仪模块，自驾仪模块连接在多旋翼飞行平台1上，自驾仪模块与机载GNSS差分模块2、通信模块和三轴摄影云台3电信号连接，自驾仪模块通过相机曝光线与航摄相机4连接；控制模块，控制模块与通信模块电信号连接；所述机载GNSS差分模块、自驾仪模块和通信模块均与电源模块电连接。在实际使用时，机载GNSS差分模块2用于机载精确定位，自驾仪模块则负责控制整个多旋翼飞行平台1的飞行、三轴摄影云台3的转动、航摄相机4的曝光脉冲。通信模块用于接收外部的指令，电源模块负责为多旋翼飞行平台1和其上的各种电子模块供电。多旋翼飞行平台为可以采用四轴、六轴、八轴等多轴旋翼无人机飞行平台。本实施例采用的是六轴旋翼无人机飞行平台。在具体应用时，首先对航摄相机4进行参数精准测定，然后进行顾及地形起伏的严密三维航线设计，三维航线设计好后架设基站，当上述准备工作完成后多旋翼无人机免像控点三维建模与测图装置进行自动飞行与拍摄，飞行完毕后落地进行落地检查和数据整理，通过采用RTK或PPK两种模式求取曝光点外方位元素地方坐标系下坐标值，再经过免像控点空中三角测量计算得到平差曝光点外方位线元素最终值，将免像控点空中三角测量计算的结果用于后期成果加工中。本实施例中的自驾仪模块采用现有技术的无人机自动驾驶装备，用于飞行自动控制与航摄作业脉冲信号发送与控制。在实际使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，其特征在于：包括/n多旋翼飞行平台(1)，/n电源模块，电源模块连接在多旋翼飞行平台(1)上；/n三轴摄影云台(3)，三轴摄影云台(3)连接在多旋翼飞行平台(1)正下方；/n航摄相机(4)，航摄相机(4)连接在三轴摄影云台(3)下方并与三轴摄影云台(3)电信号连接；/n机载GNSS差分模块(2)，机载GNSS差分模块(2)连接在多旋翼飞行平台(1)上；/n通信模块，通信模块连接在多旋翼飞行平台(1)上；/n自驾仪模块，自驾仪模块连接在多旋翼飞行平台(1)上，自驾仪模块与机载GNSS差分模块(2)、通信模块和三轴摄影云台(3)电信号连接，自驾仪模块通过相机曝光线与航摄相机(4)连接；/n控制模块，控制模块与通信模块电信号连接；/n所述机载GNSS差分模块、自驾仪模块和通信模块均与电源模块电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，其特征在于：包括
多旋翼飞行平台(1)，
电源模块，电源模块连接在多旋翼飞行平台(1)上；
三轴摄影云台(3)，三轴摄影云台(3)连接在多旋翼飞行平台(1)正下方；
航摄相机(4)，航摄相机(4)连接在三轴摄影云台(3)下方并与三轴摄影云台(3)电信号连接；
机载GNSS差分模块(2)，机载GNSS差分模块(2)连接在多旋翼飞行平台(1)上；
通信模块，通信模块连接在多旋翼飞行平台(1)上；
自驾仪模块，自驾仪模块连接在多旋翼飞行平台(1)上，自驾仪模块与机载GNSS差分模块(2)、通信模块和三轴摄影云台(3)电信号连接，自驾仪模块通过相机曝光线与航摄相机(4)连接；
控制模块，控制模块与通信模块电信号连接；
所述机载GNSS差分模块、自驾仪模块和通信模块均与电源模块电连接。


2.如权利要求1所述的一种多旋翼无人机免像控点三维建模与测图的装置，其特征在于：所述机载GNSS差分模块(2)至少包括机载多模高频GNSS接收机、GNSS接收天线、历元数据存储器、RTK通讯链路电台和电子耦合连接附属件；所述的机载多模高频GNSS接收机与GNSS接收天线电信号连接，历元数据存储器与机载多模高频GNSS接收机连接，RTK通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚海兴，黄文钰，张钊，李祖锋，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61