基于无人机的远程GPS RTK测量的公路外业勘测系统技术方案

本实用新型专利技术的基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，包括具有开放SDK且配备IMU传感器的无人机；所述无人机的机身底部竖直固定有螺杆，螺杆底部螺纹连接着GPS RTK测量仪器；无人机上还安装有远程测距仪器，并且所述无人机和远程测距仪器之间通过三轴云台连接；所述无人机和GPS RTK测量仪器、远程测距仪器采用无线或者有线数据传输。本实用新型专利技术能够提高GPS RTK测量站的工作效率以及适应多种测量环境。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统
本技术属于公路工程设计外业勘测领域，尤其涉及基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，公路作为一种机动灵活、适应性强、运输速度快的交通方式在国内迅速发展，因此对公路建设项目的规划设计质量、工期要求越来越高。地物调查外业勘测作业作为公路外业勘测的重要组成部分，通过测量调查规划路线沿线的构筑物、水电油气通讯管线、文物、各类地面附着物，为路线的规划选线和工程造价提供基础数据。目前，传统的公路地物调查外业勘测主要是通过勘测人员手持GPSRTK测量移动站、卷尺、全站仪等工具仪器，沿线徒步对各类调查对象的位置测量打点完成。传统的公路地物调查外业勘测方法存在以下五方面不足：1、工作效率低：一个常规的公路勘测项目需要测量的调查对象往往数以千计，传统方法需勘测人员手持GPSRTK测量移动站徒步走到调查对象位置处，逐个进行打点测量，工作效率低下；2、信号接收性能差：在建筑物密集、树木繁茂、地形起伏大的工作环境下，传统的手持GPSRTK测量移动站常常无法收到基站的信号，或者信号较差无法达到测量精度要求；3、视野受限：当勘测人员穿越林木茂密、建筑密集、地形起伏大、农作物较高较密集(如甘蔗地等)的地形地貌时，视野受限，容易少测漏测电线塔、通信塔、坟地墓群等重点调查对象，导致后续的选线及造价工作陷入被动局面；4、跨越地形地貌障碍困难：在山岭重丘地区或者地形复杂区域开展勘测工作时，常常遇到调查对象就在眼前，但无奈中间隔着河沟、陡坡、围墙等障碍的情况，勘测人员需要耗费大量的时间和体力迂回找路才能到达调查对象位置测量打点；5、人员安全性不足：勘测人员在野外作业过程中，常常需要翻山越岭、越沟涉水、翻爬围墙等，克服地形地貌障碍的过程中，存在跌落、刮擦、落水、受有毒动植物侵害等人身安全风险。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，以解决
技术介绍
中存在的问题。本技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，其特征在于：包括具有开放SDK且配备IMU传感器的无人机；所述无人机的机身底部竖直固定有螺杆，螺杆底部螺纹连接着GPSRTK测量仪器；无人机上还安装有远程测距仪器，并且所述无人机和远程测距仪器之间通过三轴云台连接；所述无人机和GPSRTK测量仪器、远程测距仪器采用无线或者有线数据传输。进一步的，所述远程测距仪器选用光学成像测距仪器、红外线测距仪器或超声波测距仪器。进一步的，所述光学成像测距仪器选用双目相机。进一步的，所述无人机通过电动旋转轴安装有降落架。进一步的，所述无人机选用多旋翼无人机。本技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、相比传统公路测量需走到目标点位置用GPSRTK打点，本技术可在空中远程测出目标点的坐标，具有速度快的优势；2、相比传统公路测量在树林中、密集建筑物屋檐下GPSRTK移动站信号弱导致无法测出坐标，本技术接收基站信号能力强(空中障碍物少)；3、相比传统公路测量由于人员视野限制导致容易漏测关键目标，本技术可升空观察，视野开阔，待测目标点可一览无遗，不易遗漏；4、相比传统公路测量需要人员花费大量时间和精力徒步翻山渡河等相比，本技术可直接通过飞行到达目标点，具有跨越障碍能力强、操作人员省时省力等优势；5、本技术采用螺杆连接无人机与GPSRTK移动站，可实现快速拆装。当遇到不宜采用无人机测量的工况(如部分目标位于禁飞区)，将快速将GPSRTK移动站从无人机中拆下，切换到传统的GPSRTK测量打点方法进行勘测，具有适用工况广泛的优势；6、本技术中的三个主要系统均相互独立，可灵活组合，方便设备后续更新升级换代。例如，当后续无人机技术发展升级(如续航、稳定性等)，本技术可只更新无人机部分，原有的GPSRTK测量系统和远程测距系统仍可继续使用，既实现了性能升级又节约了升级成本，当GPSRTK测量系统或远程测距系统升级换代时也是同理。附图说明图1为本实施例中无人机与GPSRTK测量仪器、双目相机组装示意图；图2为图2中A-A向视图；图3为本实施例中双目测距原理示意图；图4为本实施例中无人机和目标点位置关系图；图5为本实施例中测量多个点位时双目相机的第一拍摄图；图6为本实施例中测量多个点位时双目相机的第二拍摄图。图中，1、无人机11、电动旋转轴12、降落架2、GPSRTK移动站3、双目相机。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明：本技术提供一种基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，如图1和2所示，该系统由三部分组成：1、GPSRTK测量仪器；2、无人机1；3、远程测距仪器。实施时，GPSRTK测量仪器与远程测距仪器装载于无人机1上，勘测人员操作无人机1移动至调查对象附近，测量打点时由GPSRTK测量仪器测出无人机1三维坐标，由远程测距模块测出调查对象与无人机1的距离参数(两者的直线距离)，通过坐标计算即可得出调查对象的三维坐标。1、GPSRTK测量仪器：可直接采用既有的GPSRTK移动站2，如科力达、徕卡等品牌厂家的GPSRTK产品。GPSRTK移动站2与无人机1的连接方式：(1)结构方面，采用螺杆连接，常规的GPSRTK移动站2本身已设计有内螺纹，螺杆的一端可直接通过内螺纹与GPSRTK移动站2连接，另一端与无人机1机身可采用焊接、螺纹连接等方式；(2)数据传输方面，可通过数据线、蓝牙、WIFI等有线/无线连接方式在GPSRTK移动站2与无人机1间传输数据。当遇到不便使用无人机1的测量工况时，可通过松紧螺杆快速将GPSRTK移动站2从无人机1中拆下，回归传统的GPSRTK打点测量方法。2、无人机：采用多旋翼无人机，关键参数：①载重不小于2.5kg(需满足装载GPSRTK测量仪器和远程测距仪器的要求)；②载重续航不小于30min；③开放SDK；④配备IMU传感器；⑤无人机1的降落架12与机身连接处设置电动旋转轴11，可在无人机1起飞后收起降落架12，以获得更好的拍摄视野。3、远程测距仪器：采用光学成像测距系统、红外线测距或超声波测距系统。其中光学成像测距系统可用双目相机3实现，并采用数据线、蓝牙、WIFI等有线/无线连接方式与无人机1传输数据。原理如下：双目相机3的原理与人眼相似。人眼能够感知物体的远近，是由于两只眼睛对同一个物体呈现的图像存在差异，也称“视差”。物体距离越远，视差越小；反之，视差越大。视差的大小对应着物体与眼睛之间距离的远近，这也是3D电影能够使人有立体层次感知的原因。如图3所示，图中P点为目标物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于无人机的远程GPS RTK测量的公路外业勘测系统，其特征在于：包括具有开放SDK且配备IMU传感器的无人机；所述无人机的机身底部竖直固定有螺杆，螺杆底部螺纹连接着GPS RTK测量仪器；无人机上还安装有远程测距仪器，并且所述无人机和远程测距仪器之间通过三轴云台连接；所述无人机和GPS RTK测量仪器、远程测距仪器采用无线或者有线数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，其特征在于：包括具有开放SDK且配备IMU传感器的无人机；所述无人机的机身底部竖直固定有螺杆，螺杆底部螺纹连接着GPSRTK测量仪器；无人机上还安装有远程测距仪器，并且所述无人机和远程测距仪器之间通过三轴云台连接；所述无人机和GPSRTK测量仪器、远程测距仪器采用无线或者有线数据传输。


2.根据权利要求1所述的基于无人机的远程GPSRTK测量的公路外业勘测系统，其特征在于：所述远程测距仪器选用光学成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广深，张观树，唐国军，黄秀凤，李海山，林武翀，吴秋军，梁锴南，严德添，张邹，李迎春，苏志强，刘永胜，苏达宁，谭倩倩，
申请(专利权)人：广西交通设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45