一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法，该装置设置有多旋翼飞行平台、地面定位模块、数图传遥控器，多旋翼飞行平台上连接有摄影云台、标记喷涂管、高速测距激光雷达、实时图传航摄仪、自驾仪模块、飞机通信电台、机载RTK差分定位模块、机载数图传收发天线，本发明专利技术通过已知点架设地面定位模块、远程风机位置确定、风机安装场测绘航空摄影、循环执行直至所有预设机位执行完毕、安装场无控制点测图五个步骤实现多专业的远程微观选址和非接触式地形测绘，可减少微观选址户外作业的劳动强度、时间和成本，有效规避人员安全风险，大幅提升工作效率。大幅提升工作效率。大幅提升工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法


[0001]本专利技术属于陆上风力发电场勘测
，具体来说，涉及一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置与方法。

技术介绍

[0002]目前传统的陆上风电场的勘测设计阶段微观选址需要在现场确定风机位置准确坐标并完成风机安装场1:500比例尺地形图测绘工作。在机位分布分散、地形起伏较大、交通困难的陆上风电场，该项工作包含三项任务：
①
多个专业的工程技术人员抵达每个机位查勘现场选址；
②
实测选定桩位坐标；
③
人工实测或无人机实测像控点摄影测量方式完成风机安装场1:500比例尺地形图测绘。
[0003]传统风机微观选址工作的缺点有：
①
每个机位需要多个专业、多次人工抵达现场工作，受交通条件影响大，人工工作量大；
②
每个风机安装场1:500比例尺测图均需要一定现场测量工作，机位分散时测绘成本高、效率低。
[0004]针对风电场机位分布分散、地质条件相对单一的工况特点，借助无人机进行多专业的远程微观选址和非接触式地形测绘，可减少微观选址外业的劳动强度、时间和成本，有效规避人员安全风险，大幅提升工作效率。目前主流做法仍需要人工现场抵达，无法完全脱离人工现场工作和通过远程方式实现以上工作。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，解决陆上风电场现有技术中存在的逐个机位需要人工到现场完成风机位置现场查勘与选定、风机安装场1：500地形图测绘的问题。
[0006]本专利技术采取的技术方案是一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，包括多旋翼飞行平台、地面定位模块、数图传遥控器；所述多旋翼飞行平台分别与所述地面定位模块、所述数图传遥控器无线信号连接；所述多旋翼飞行平台下部设置有摄影云台、标记喷涂管、测距激光雷达；所述摄影云台上连接有实时图传航摄仪；所述多旋翼飞行平台上连接有自驾仪模块、飞机通信电台、机载RTK差分定位模块、机载数图传收发天线；所述自驾仪模块通过相机曝光信号馈线与所述实时图传航摄仪连接；所述摄影云台、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述飞机通信电台、所述机载RTK差分定位模块、所述机载数图传收发天线分别与所述自驾仪模块电信号连接。
[0007]优选地，所述多旋翼飞行平台上通过线缆电连接有电源模块，所述摄影云台、所述实时图传航摄仪、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述机载RTK差分定位模块、所述飞机通信电台、所述自驾仪模块均与所述电源模块电连接。
[0008]优选地，所述地面定位模块包括连接在地面上的三脚架，所述三脚架上连接有地
面基准站GNSS接收机和静态基站电台总成。
[0009]优选地，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、电台天线；所述静态数据存储器和动态RTK基准站数据发射电台均与所述地面基准站GNSS接收机通讯信号相连，所述动态RTK基准站数据发射电台电连接所述电台天线，所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线通过无线通讯的方式与所述飞机通信电台通讯信号连接，所述地面基准站GNSS接收机通过所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线的无线信号与所述飞机通信电台通讯信号连接。
[0010]优选地，所述数图传遥控器包括实时图传屏幕、操控手柄和遥控器数图传收发天线，所述实时图传屏幕和所述操控手柄通过线缆电信号连接，所述实时图传屏幕和所述操控手柄分别通过所述遥控器数图传收发天线与所述飞机通信电台无线信号连接。
[0011]优选地，所述标记喷涂管包括驱动舵机、高压喷涂材料存储仓、阀门和喷射口；所述驱动舵机联动所述阀门滑动，使得所述高压喷涂材料存储仓中的高压气体从所述喷射口喷出喷涂材料。
[0012]本专利技术还提供了一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，包括以下步骤：步骤1：架设地面定位模块；多旋翼飞行平台开机起飞前，在风电场地面架设地面定位模块并开机，用于多旋翼飞行平台高精度实时定位和实时图传航摄仪曝光点差分计算；步骤2：远程风机位置确定；将风机设计软件输出的预设风机位置坐标上传至无人机自驾仪模块并生成自动飞行航线，多旋翼飞行平台自主飞行至预设位置，选址人员通过无人机图传信号进行环视查勘确定终选位置，然后拍摄终选位置照片，归算出风机终选位置地面三维坐标，标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位；步骤3：风机安装场测绘航空摄影；勘察标记喷涂完成后，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以风机终选位置三维坐标为中心，外扩生成特定尺寸的安装场测图范围线，基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块按照套耕航线进行测绘航空摄影，获取由航摄影像和影像外方位元素组成的机位航摄数据；步骤4：每个机位循环执行步骤2和步骤3，直至所有预设机位执行完毕，结束外场工作；步骤5：安装场无控制点测图；根据每个机位步骤3获取的每个机位航摄数据，进行无控制点空中三角测量计算，完成DEM、DOM和DLG的生产。
[0013]优选地，所述步骤2具体包括以下步骤：步骤2.1，将预设风机位置三维坐标导入多旋翼飞行平台的自驾仪模块，自驾仪模块根据机载RTK差分定位模块与地面定位模块实时差分计算出多旋翼飞行平台当前位置坐标，并基于全球数字高程模型，生成多旋翼飞行平台当前位置到预设风机位置的三维飞行航线；步骤2.2，自驾仪模块发出电信号控制多旋翼飞行平台沿着步骤2.1的三维飞行航线自主飞行，且飞行时实时图传航摄仪进行自动航摄，机载RTK差分定位模块获得实时动态
差分RTK数据，实时导航精度不大于0.05米，多旋翼飞行平台平飞地速不大于20米/秒，同时测距激光雷达实时校正多旋翼飞行平台与地形的安全航高不小于100米；步骤2.3，多旋翼飞行平台抵达预设机位平面位置上空100米处后降高至距地面30米处，自驾仪模块开启图传影像环视查勘，现场实时查勘视频经过机载数图传收发天线与遥控器数图传收发天线回传至数图传显示器；步骤2.4，选址人员通过无人机数图传信号进行环视查勘，通过数图传遥控器的操控手柄，调整多旋翼飞行平台的平面位置，直到确定终选位置；步骤2.5，确定终选位置后，实时图传航摄仪视准轴调至铅锤方向，采用相机视觉定位拍摄终选位置照片，并在照片标记出视觉中心位置，形成点之记文件，同时机载RTK差分定位模块采集实时图传航摄仪曝光点空中三维坐标，并采用测距激光雷达测量高差值，归算出风机终选位置地面三维坐标；步骤2.6，多旋翼飞行平台降高至距地面1米时悬停，自驾仪驱动标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位使用。
[0014]优选地，所述步骤3具体包括以下步骤：步骤3.1，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以步骤2获取的风机终选位置三维地面坐标为中心，外扩生成特定尺寸的风机安装场1:500比例尺测图范围线；步骤3.2，根据测图范围线、全球数字高程模型和影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞行平台的自驾仪模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，包括多旋翼飞行平台、地面定位模块、数图传遥控器；所述多旋翼飞行平台分别与所述地面定位模块、所述数图传遥控器无线信号连接；所述多旋翼飞行平台下部设置有摄影云台、标记喷涂管、测距激光雷达；所述摄影云台上连接有实时图传航摄仪；所述多旋翼飞行平台上连接有自驾仪模块、飞机通信电台、机载RTK差分定位模块、机载数图传收发天线；所述自驾仪模块通过相机曝光信号馈线与所述实时图传航摄仪连接；所述摄影云台、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述飞机通信电台、所述机载RTK差分定位模块、所述机载数图传收发天线分别与所述自驾仪模块电信号连接。2.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，所述多旋翼飞行平台上通过线缆电连接有电源模块，所述摄影云台、所述实时图传航摄仪、所述标记喷涂管、所述测距激光雷达、所述机载RTK差分定位模块、所述飞机通信电台、所述自驾仪模块均与所述电源模块电连接。3.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，所述地面定位模块包括连接在地面上的三脚架，所述三脚架上连接有地面基准站GNSS接收机和静态基站电台总成。4.根据权利要求3所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，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、电台天线；所述静态数据存储器和动态RTK基准站数据发射电台均与所述地面基准站GNSS接收机通讯信号相连，所述动态RTK基准站数据发射电台电连接所述电台天线，所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线通过无线通讯的方式与所述飞机通信电台通讯信号连接，所述地面基准站GNSS接收机通过所述动态RTK基准站数据发射电台及所述电台天线的无线信号与所述飞机通信电台通讯信号连接。5.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，所述数图传遥控器包括实时图传屏幕、操控手柄和遥控器数图传收发天线，所述实时图传屏幕和所述操控手柄通过线缆电信号连接，所述实时图传屏幕和所述操控手柄分别通过所述遥控器数图传收发天线与所述飞机通信电台无线信号连接。6.根据权利要求1所述的陆上风电场无人机远程微观选址测图装置，其特征在于，所述标记喷涂管包括驱动舵机、高压喷涂材料存储仓、阀门和喷射口；所述驱动舵机联动所述阀门滑动，使得所述高压喷涂材料存储仓中的高压气体从所述喷射口喷出喷涂材料。7.一种陆上风电场无人机远程微观选址测图方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：架设地面定位模块；多旋翼飞行平台开机起飞前，在风电场地面架设地面定位模块并开机，用于多旋翼飞行平台高精度实时定位和实时图传航摄仪曝光点差分计算；步骤2：远程风机位置确定；将风机设计软件输出的预设风机位置坐标上传至无人机自驾仪模块并生成自动飞行航线，多旋翼飞行平台自主飞行至预设位置，选址人员通过无人机图传信号进行环视查勘确定终选位置，然后拍摄终选位置照片，归算出风机终选位置地面三维坐标，标记喷涂管向终选位置地面喷涂勘察标记染色剂，用于后期勘察辅助定位；
步骤3：风机安装场测绘航空摄影；勘察标记喷涂完成后，多旋翼飞行平台的自驾仪模块以风机终选位置三维坐标为中心，外扩生成特定尺寸的安装场测图范围线，基于测图范围线和预设影像地面分辨率自动生成套耕航线，多旋翼飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚海兴，巨广宏，李祖锋，黄文钰，蔺彦明，弓婷，薛凯凯，张钊，
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：发明
国别省市：