基于无人机的地貌测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及无人机测绘技术领域，具体公开了基于无人机的地貌测量方法及系统，其中系统包括区域规划模块、航线规划模块、图像分析模块、数据处理模块以及若干无人机；区域规划模块用于将地貌测量作业区均匀划分为若干网格；航线规划模块用于根据网格的数量确定无人机的数量，根据无人机的数量规划测量航线；无人机用于按照规划的测量航线飞行，拍摄作业区的航拍影像；图像分析模块还用于从通信模块获取航拍影像，进行初步筛查，判断成像质量是否满足需求，若不满足，标记对应的网格；数据处理模块用于从通信模块获取POS数据，根据航拍影像、POS数据和像控点的坐标进行空中三角形计算，生成数字正射影像图。采用本发明专利技术的技术方案能够提高测量效率。够提高测量效率。够提高测量效率。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的地貌测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及无人机测绘
，特别涉及基于无人机的地貌测量方法及系统。

技术介绍

[0002]现有的地貌测量主要是使用全站仪、RTK等测量设备在地面进行高程点测量，通过测量一定密度的高程点，再用相关的地理信息软件生成等高线，但是人工测量效率低，而且有些高山、密林人工实测较为困难。
[0003]随着无人机技术的发展，无人机进行低空摄影测量具有高机动灵活性、影像高分辨率、系统高度集成、影像获取成本低等特点，且低空摄影测量由于摄影高度较低，云雾产生的遮挡影响更小，因此，近年来在地貌测量中得到了广泛运用。
[0004]但是，当前的无人机测量依靠工作人员进行操控，对工作人员的操作能力要求较高，而且容易出现偏航导致拍摄区域遗漏或覆盖不全等问题，需要二次测量；当需要测量的区域面积较大时，飞行的时间较长，工作强度大且需要的时间也较多。
[0005]为此，需要一种能够提高测量效率的基于无人机的地貌测量方法及系统。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于，提供基于无人机的地貌测量系统，能够提高测量效率。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0008]基于无人机的地貌测量系统，包括通信模块、区域规划模块、航线规划模块、图像分析模块、数据处理模块以及若干无人机；
[0009]区域规划模块用于根据测量任务确定地貌测量作业区；将作业区均匀划分为若干网格，还用于在网格内设置像控点，接收像控点的坐标并记录；
[0010]航线规划模块用于根据网格的数量确定无人机的数量，根据无人机的数量规划测量航线，使无人机飞行覆盖所有的网格；
[0011]航线规划模块还用于将测量航线通过通信模块将测量航线发送至无人机；
[0012]无人机用于按照规划的测量航线飞行，拍摄作业区的航拍影像；还用于将相机拍摄的航拍影像回传至通信模块；
[0013]图像分析模块还用于从通信模块获取航拍影像，进行初步筛查，判断成像质量是否满足需求，若不满足，标记对应的网格；
[0014]无人机还用于将POS数据发送至通信模块；
[0015]数据处理模块用于从通信模块获取POS数据，根据航拍影像、POS数据和像控点的坐标进行空中三角形计算；还用于根据空中三角形计算结果以及航拍影像生成数字正射影像图。
[0016]基础方案原理及有益效果如下：
[0017]本方案中，将作业区划分为若干的网格，在网格内设置相控点，然后采用多个无人机进行航拍，使无人机飞行覆盖所有的网格，保证航拍影像不会出现遗漏；相比于使用单个
无人机进行测量，能够有效提高测量的效率。自动生成测量航线，无人机按照规划的测量航线自动飞行，减少了人员的工作量。通过对航拍影像进行初步筛查，标记成像质量不满足需求的网格，有助于后续进行补拍。相比于完成整个航拍返回后，再发现航拍影像存在问题，能够节往返地貌测量作业区的时间，进一步提高测量的效率。
[0018]进一步，所述测量航线包括起飞点、任务开始点、任务航线以及任务结束点。
[0019]进一步，所述最后一个无人机完成任务航线的飞行后还用于将所在位置及剩余电量发送至通信模块；
[0020]航线规划模块还用于从通信模块获取最后一个无人机的所在位置及剩余电量，根据最后一个无人机的所在位置以及被标记的网格规划复测航线，使复测航线覆盖所有被标记的网格；判断最后一个无人机的剩余电量是否能够完成复测航线的飞行，若能够完成，将复测航线发送至最后一个无人机；若不能够完成，重新生成复测航线并发送至首先完成任务航线飞行且已返回起飞点的无人机。
[0021]如果最后一个无人机完成任务航线的飞行后，剩余电量充足，可以直接对成像质量不满足需求的网格进行复测，能够缩短整个测量的时间。当最后一个无人机剩余电量不充足时，由首先完成任务航线飞行且已返回起飞点的无人机进行复测，也可以节约一定的时间。
[0022]本专利技术的目的之二在于，提供基于无人机的地貌测量方法，包括如下步骤：
[0023]S1、根据测量任务确定地貌测量作业区；将作业区均匀划分为若干网格；
[0024]S2、在网格内设置像控点，测量像控点的坐标并记录；
[0025]S3、根据网格的数量确定无人机的数量，根据无人机的数量规划测量航线，使无人机飞行覆盖所有的网格；
[0026]S4、使无人机按照任务航线飞行，通过无人机搭载的相机拍摄作业区的航拍影像；
[0027]S5、实时接收无人机的航拍影像，进行初步筛查，判断成像质量是否满足需求，若不满足，标记对应的网格；
[0028]S7、在无人机完成所有测量航线的飞行后，获取无人机的POS数据，根据航拍影像、 POS数据和像控点的坐标进行空中三角形计算；
[0029]S8、根据空中三角形计算结果以及航拍影像生成数字正射影像图。
[0030]本方案中，将作业区划分为若干的网格，在网格内设置相控点，然后采用多个无人机进行航拍，使无人机飞行覆盖所有的网格，保证航拍影像不会出现遗漏；相比于使用单个无人机进行测量，能够有效提高测量的效率。自动生成测量航线，无人机按照规划的测量航线自动飞行，减少了人员的工作量。通过对航拍影像进行初步筛查，标记成像质量不满足需求的网格，有助于后续进行补拍。相比于完成整个航拍返回后，再发现航拍影像存在问题，能够节往返地貌测量作业区的时间，进一步提高测量的效率。
[0031]进一步，所述步骤S4中，无人机按照任务航线飞行具体包括：使无人机在起飞点起飞，然后飞行至任务开始点，按照任务航线飞行，到达任务结束点后，返回起飞点降落。
[0032]进一步，所述步骤S5中，还更换首先完成任务航线飞行，已返回起飞点的无人机的电池，在最后一个无人机完成任务航线的飞行后，根据最后一个无人机的所在位置以及被标记的网格规划复测航线，使复测航线覆盖所有被标记的网格；判断最后一个无人机的剩余电量是否能够完成复测航线的飞行，若能够完成，将复测航线发送至最后一个无人机，若
不能够完成，重新生成复测航线并发送至首先完成任务航线飞行的无人机。
[0033]如果最后一个无人机完成任务航线的飞行后，剩余电量充足，可以直接对成像质量不满足需求的网格进行复测，能够缩短整个测量的时间。当最后一个无人机剩余电量不充足时，由首先完成任务航线飞行且已返回起飞点的无人机进行复测，也可以节约一定的时间。
[0034]进一步，所述步骤S1中，划分的网格面积小于单张航拍影像的覆盖区域面积。
[0035]使航拍影像上网格存在部分重叠，保证对地貌测量作业区的全覆盖。
[0036]进一步，所述步骤S3中，还设定无人机的数量上限，当计算得到的无人机数量大于无人机的数量上限时，将无人机的数量上限作为实际使用的任务无人机数量；
[0037]规划测量航线时，计算得到的无人机数量大于无人机的数量上限，使无人机通过多次飞行以覆盖所有的网格。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机的地貌测量系统，其特征在于，包括通信模块、区域规划模块、航线规划模块、图像分析模块、数据处理模块以及若干无人机；区域规划模块用于根据测量任务确定地貌测量作业区；将作业区均匀划分为若干网格，还用于在网格内设置像控点，接收像控点的坐标并记录；航线规划模块用于根据网格的数量确定无人机的数量，根据无人机的数量规划测量航线，使无人机飞行覆盖所有的网格；航线规划模块还用于将测量航线通过通信模块将测量航线发送至无人机；无人机用于按照规划的测量航线飞行，拍摄作业区的航拍影像；还用于将相机拍摄的航拍影像回传至通信模块；图像分析模块还用于从通信模块获取航拍影像，进行初步筛查，判断成像质量是否满足需求，若不满足，标记对应的网格；无人机还用于将POS数据发送至通信模块；数据处理模块用于从通信模块获取POS数据，根据航拍影像、POS数据和像控点的坐标进行空中三角形计算；还用于根据空中三角形计算结果以及航拍影像生成数字正射影像图。2.根据权利要求1所述的基于无人机的地貌测量系统，其特征在于：所述测量航线包括起飞点、任务开始点、任务航线以及任务结束点。3.根据权利要求2所述的基于无人机的地貌测量系统，其特征在于：所述最后一个无人机完成任务航线的飞行后还用于将所在位置及剩余电量发送至通信模块；航线规划模块还用于从通信模块获取最后一个无人机的所在位置及剩余电量，根据最后一个无人机的所在位置以及被标记的网格规划复测航线，使复测航线覆盖所有被标记的网格；判断最后一个无人机的剩余电量是否能够完成复测航线的飞行，若能够完成，将复测航线发送至最后一个无人机；若不能够完成，重新生成复测航线并发送至首先完成任务航线飞行且已返回起飞点的无人机。4.基于无人机的地貌测量方法，使用权利要求1
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3任一项所述的系统，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据测量任务确定地貌测量作业区；将作业区...

【专利技术属性】
技术研发人员：任历文，姜建国，陈胜兵，黄圣杰，李建国，瞿江龙，吕国翠，
申请(专利权)人：中铁八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：