一种节省人力的市政工程地形测绘设备制造技术

本发明专利技术涉及一种节省人力的市政工程地形测绘设备，所述无人机设有反射器和在所述反射器已知位置的形状测量仪，无人机具有用于接收数据传输光并发射光检测信号的光电探测器和用于控制无人机飞行的无人机算术控制模块，其中无人机算术控制模块配置为将测量数据叠加在数据传输光上，无人机算法控制模块用于将测量数据与光电检测信号分离，实时获取无人机的飞行位置。飞行位置。

【技术实现步骤摘要】
述无人机算术控制模块为在所述GNSS获取所述测量数据时获得GNSS设备时间并将所述 GNSS设备时间与所述测量数据相关联，所述无人机算术控制模块为在所述GNSS设备获取 形状数据时获得GNSS时间，以将所述GNSS时间与所述形状数据相关联，并且通过所述 GNSS时间将所述测量数据与所述形状数据相关联。
[0009]作为改进，所述形状测量仪为用于拍摄地表的照相机，所述无人机算术控制模块为基于 所述照相机获取的图像数据和从所述数据传输光获得的三维坐标。
[0010]作为改进，所述形状测量仪为激光扫描仪，用于采集点云数据，所述无人机算术控制模 块，用于根据所述采集的所述点云数据，将所述点云数据转换为地表系统的三维数据，激光 扫描仪和在获取所述点云数据时从所述数据传输光获得的所述激光扫描仪的三维坐标。
[0011]本专利技术具有如下优点：全站仪设置在已知点(三维坐标已知的点)。全站仪具有望远镜模 块，望远镜模块可在水平方向和垂直方向旋转，能够对被测物进行瞄准和电光测距。进一步 地，望远镜模块的垂直角和水平角分别由垂直角检测器和水平角检测器检测，根据检测到的 垂直角和水平角可以确定待测物体的三维坐标角度和距离测量结果；当无人机处于水平姿态 时变为垂直的图像拾取光轴，或者照相机经由万向架机构设置在无人机上，并且以与无人机 的姿势无关的摄像光轴总是垂直的方式设置；使用能够获取数字图像的照相机或摄像机，并 且照相机能够获取静止图像和连续图像；当从全站仪发射的测距光的脉冲光或者跟踪光的脉 冲光或者数据发射光的脉冲光为由光电检测元件接收并利用从光电检测元件发射的光检测信 号作为触发由形状测量仪进行拍摄，因此能够在不使用GNSS时间的情况下识别图像拾取位 置。
具体实施方式
[0012]下面对本专利技术做进一步的详细说明。
[0013]一种节省人力的市政工程地形测绘设备，包括无人机，无人机主要包括无人机算术控制 模块、无人机存储模块、GNSS设备、光电探测器、飞行控制模块和摄像控制模块；所述无 人机设有反射器和在所述反射器已知位置的形状测量仪，所述无人机还设有用于跟踪所述反 射器并用于获取包括三维坐标的测量数据的全站仪，所述全站仪包括用于跟踪所述反射器的 跟踪模块、具有平行于所述跟踪模块的跟踪光轴和用于发射数据传输光光轴的数据传输模块， 以及无人机算术控制模块(使用专用于该仪器的CPU或通用CPU，并且无人机算术控制模块 执行存储在无人机存储模块中的各种程序，执行各种计算或对战斗控制模块和图像拾取控制 模块进行集成控制)，所述无人机还设有用于接收所述数据发射光并用于发射光电探测信号的 光电探测器和用于控制所述无人机飞行的无人机算术控制模块，所述无人机算术控制模块包 括叠加数据传输光的测量数据，所述无人机算术控制模块用于通过所述形状测量仪获取地形 形状数据，所述无人机算术控制模块用于将所述测量数据与所述光电探测信号分离，以获得 所述形状测量仪的实时位置，将所述形状测量仪的位置与所述地形形状数据相关联，获取所 述形貌数据时以及获得所述形状测量仪的三维坐标。
[0014]作为改进，所述跟踪模块以预定周期脉冲发射跟踪光，并在每个发射间隔的时间段内发 射所述数据发射光，使得所述数据发射光不干扰所述跟踪光，并且反射跟踪光。
[0015]作为改进，所述跟踪模块设有数据传输模块，所述数据传输模块用于在每个发射区间的 时间段内发射跟踪数据传输光。
[0016]作为改进，所述光电检测器包括所述反射器并具有形成在所述反射器的反射表面上并用 于透射一部分光的反射膜，以及用于通过所述反射膜接收所述数据传输光的光电检测元件； 电探测器主要具有棱镜模块和放大器；棱镜模块具有用于回反射入射光束的棱镜和设置在棱 镜的反射表面上的光电检测元件。棱镜具有多个反射面，入射光束通常在多个反射面上多次 反射。入射光束在两个反射表面上被反射两次并回射的状态。另外，在两个反射面上分别形 成有部分透明的反射膜，光检测元件分别设置在反射面上。每个反射膜具有反射较大部分的 入射光束并且透射非常小的部分入射光束的光学特性，例如透射10％的入射光束并且反射 90
°
的光学特性；因此，当光束进入棱镜时，90％的光束被回射，10％的光束透过反射膜并 被光电检测元件检测到；各光检测元件输出光检测信号，各光检测信号被放大器放大后输入 到无人机运算控制模块；需要注意的是，光电探测信号的放大可以在无人机算术控制模块中 进行。另外，反射膜和光检测元件也可以仅在一个反射面上设置光检测信号，从而可以从一 个反射面获得光检测信号。
[0017]无人机算术控制模块25将叠加的测量数据与光电检测信号分离。测量数据是棱镜7即照 相机6的3维坐标的数据，测量数据与GNSS时间相关联。此外，分离的测量数据存储在无 人机存储模块26中
[0018]作为改进，所述全站仪通信连接有GNSS设备，所述无人机通信连接有GNSS设备，所 述无人机算术控制模块为在所述GNSS获取所述测量数据时获得GNSS设备时间并将所述 GNSS设备时间与所述测量数据相关联，所述无人机算术控制模块为在所述GNSS设备获取 形状数据时获得GNSS时间，以将所述GNSS时间与所述形状数据相关联，并且通过所述 GNSS时间将所述测量数据与所述形状数据相关联。
[0019]作为改进，所述形状测量仪为用于拍摄地表的照相机，所述无人机算术控制模块为基于 所述照相机获取的图像数据和从所述数据传输光获得的三维坐标。
[0020]作为改进，所述形状测量仪为激光扫描仪，用于采集点云数据，所述无人机算术控制模 块，用于根据所述采集的所述点云数据，将所述点云数据转换为地表系统的三维数据，激光 扫描仪和在获取所述点云数据时从所述数据传输光获得的所述激光扫描仪的三维坐标。
[0021]照相机用作测量地面形状的形状测量仪，但是激光扫描仪可以用作形状测量仪来代替照 相机。在使用激光扫描仪的情况下，获取点云数据作为用于测量地面形状的数据；形状测量 仪为图像拾取控制模块，在无人机飞行期间以预定时间间隔通过形状测量仪获取地面图像。 此外，无人机算术控制模块在从UAV
‑
GNSS设备获取图像时获取GNSS时间，通过GNSS时 间识别照形状测量仪的拍摄时间并将获取的图像与GNSS时间相关联。进一步地，将全站仪 确定的棱镜的三维坐标，即无人机的三维坐标，实时传输给无人机，并且三维坐标与GNSS时 间链接。
[0022]本专利技术在具体实施时，无人机具有用于接收数据传输光并发射光检测信号的光电探测器 和用于控制无人机飞行的无人机算术控制模块，其中无人机算术控制模块配置为将测量数据 叠加在数据传输光上，无人机算法控制模块用于将测量数据与光电检测信号分离，实时获取 无人机的飞行位置；
[0023]当从全站仪发射的测距光的脉冲光或者跟踪光的脉冲光或者数据发射光的脉冲光为由光 电检测元件接收并利用从光电检测元件发射的光检测信号作为触发由形状测量仪进行拍摄， 因此能够在不使用GNSS时间的情况下识别图像拾取位置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节省人力的市政工程地形测绘设备，其特征在于：包括无人机，所述无人机设有反射器和在所述反射器已知位置的形状测量仪，所述无人机还设有用于跟踪所述反射器并用于获取包括三维坐标的测量数据的全站仪，所述全站仪包括用于跟踪所述反射器的跟踪模块、具有平行于所述跟踪模块的跟踪光轴和用于发射数据传输光光轴的数据传输模块，以及无人机算术控制模块，所述无人机还设有用于接收所述数据发射光并用于发射光电探测信号的光电探测器和用于控制所述无人机飞行的无人机算术控制模块，所述无人机算术控制模块包括叠加数据传输光的测量数据，所述无人机算术控制模块用于通过所述形状测量仪获取地形形状数据，所述无人机算术控制模块用于将所述测量数据与所述光电探测信号分离，以获得所述形状测量仪的实时位置，将所述形状测量仪的位置与所述地形形状数据相关联，获取所述形貌数据时以及获得所述形状测量仪的三维坐标。2.根据权利要求1所述的一种节省人力的市政工程地形测绘设备，其特征在于：所述跟踪模块以预定周期脉冲发射跟踪光，并在每个发射间隔的时间段内发射所述数据发射光，使得所述数据发射光不干扰所述跟踪光，并且反射跟踪光。3.根据权利要求1所述的一种节省人力的市政工程地形测绘设备，其特征在于：所述跟踪模块设有数据传输模块，所述数据传输模块用于在每个发射区间的时间段内发射跟踪数据传输光。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿亮，赵文娇，臧炳贵，
申请(专利权)人：宿亮，
类型：发明
国别省市：